論文要約（JP/EN）3本セット
1) 日本語版
Tunable Dye-Sensitized Solar Cells via Co-Sensitization and Energy Transfer from Spiropyran Derivatives to YD2
Ono, K.; Ejima, R.; Hara, M. / Energies (2025) / DOI: 10.3390/en18174751
概要（3–6文）
光照射で可逆に異性化するスピロピラン誘導体（SPNO2）とポルフィリン系色素YD2を共増感したDSSCを作製し、外部光（UV/可視）による色調と発電特性の同時チューニングを実証した。UV照射で540 nmの透過率が約18%低下、可視照射で約10%回復する光学応答を示し、5分のUV照射で変換効率ηが約0.5%増加、可視照射10分で約0.83%低下した。PMC形（開環体）からの直接注入は効率的でない一方、PMC→YD2へのFRETが性能向上の主因と示唆された。外部刺激で発電を“可変”にできる共増感設計として有望である。
ここがポイント
- UV/可視で透過率・PCEが可逆に変化（540 nmで±10–18%程度）。
- **FRET（PMC→YD2）**が性能寄与、直接注入は限定的。
- 外部光応答×共増感で“スマートDSSC”の設計指針を提示。
論文別ハイライト
- 設計：TiO2電極上にYD2＋SPNO2を共吸着（光誘起SP↔PMC）。
- 機能：UVで光吸収増強／可視で戻る；PCE小幅可変。
- 特長：分光・電気特性を外部からオンデマンド調整。
- 用途：調光発電窓、BIPVの機能性表示窓など。
用語ミニ解説
- FRET：分子間の距離依存的な無輻射エネルギー移動。
- PMC（フォトメロシアニン）：SPのUV開環体で可視吸収を持つ。
想定アプリケーション
- 建材一体型PV（BIPV）／調光窓／フォトニクス教材
関連キーワード
DSSC, YD2, Spiropyran, PMC, FRET, Photochromic, BIPV
2) 日本語版
Fabrication and Characterization of Co-Sensitized Dye Solar Cells Using Energy Transfer from Spiropyran Derivatives to SQ2 Dye
Hara, M.; Ejima, R. / Molecules (2024) / DOI: 10.3390/molecules29204896
概要（3–6文）
スクアリン色素SQ2とSPNO2を組み合わせた外部光応答型DSSCを作製。UV/可視照射で電極色（青→黒→緑）と分光応答が可逆に変化し、540 nm付近の透過率はUV後に約20%低下、可視後に約15%回復した。UV5分でηは+0.15%、可視5分で−0.07%と小幅に変化。PMC→SQ2のFRETが寄与し、外部刺激で色と発電特性を同時制御できることを示した。
ここがポイント
- SQ2×SPNO2の共増感で、色調とPCEを同時に可逆制御。
- IPCEピーク~580 nmに整合する分光応答。
- 教育・デモに適した視覚的効果（色変化が明瞭）。
論文別ハイライト
- 設計：TiO2上にSQ2→SPNO2順で吸着、光でSP↔PMC。
- 機能：J–V/IPCEでFRET寄与を解析、ηは0.8%台で可変。
- 特長：外部刺激×共増感の一般性を提示（YD2系にも接続）。
- 用途：スマートウィンドウ、教材、光応答デバイス。
用語ミニ解説
- SQ2：可視広帯域吸収のスクアリン系有機色素。
- IPCE：入射光子1個あたりの電子変換効率。
想定アプリケーション
- 調光発電窓／色変化を利用した表示PV／実験教材
関連キーワード
DSSC, SQ2, Spiropyran, FRET, Photochromic, IPCE
3) 日本語版
A theoretical approach to enhance light harvesting in dye-sensitized solar cells through strategic Ni-porphyrin dye modifications
Rathi, R.; Banerjee, S.; Bhattacharya, I.; Ghosh, A.; Das, A.K. / Solar Energy (2025) / DOI: 10.1016/j.solener.2025.113493
概要（3–6文）
実験報告のあるNiTPP-CAA（ニッケルテトラフェニルポルフィリン‐シアノアクリル酸）を基点に、ドナー／π架橋／受容体の分子設計最適化を理論的に検討。HOMO–LUMOギャップ、分子吸収、Light Harvesting Efficiency (LHE)、TiO2電極への電子注入整合などを指標に、光捕集の改善余地を提示する。結果として、置換基やπ拡張により赤方化・吸光増強が得られる設計が示唆された。
ここがポイント
- Niポルフィリンの置換設計でLHE向上を狙う理論研究。
- HOMO–LUMO整合／電子注入の観点でスクリーニング。
- 近赤外側への吸収拡張を意図したπ拡張案。
論文別ハイライト
- 設計：NiTPP-CAAのドナー/π/アンカー改変の仮想ライブラリ。
- 機能：TD-DFT等で吸収・LHE・整合を評価。
- 特長：実験指向の合理的分子設計ガイドを提供。
- 用途：YD2代替／補完感光体の探索指針。
用語ミニ解説
- LHE：吸光度から見積もる光捕集効率。
- NiTPP-CAA：ニッケルTPPのカルボン酸アンカー化誘導体。
想定アプリケーション
- 近赤外対応DSSC／共増感ペア最適化／理論駆動の色素開発
関連キーワード
DSSC, Ni-porphyrin, NiTPP-CAA, LHE, TD-DFT
English versions
1) Energies (2025) — YD2 × Spiropyran (DOI: 10.3390/en18174751)
Overview — We fabricated DSSCs co-sensitized with YD2 and a photochromic spiropyran (SPNO2). UV/visible light toggles the SP↔PMC equilibrium, producing reversible changes in transmittance (~−18% at 540 nm after UV; +10% after visible) and small yet clear PCE modulation (+0.5% after 5 min UV; −0.83% after 10 min visible). While direct PMC→TiO2 injection is inefficient, FRET from PMC to YD2 accounts for the performance gain, enabling externally tunable “smart DSSCs”.
Key Points — Photochromic control / FRET-driven enhancement / BIPV-ready tunability.
Highlights — Design: TiO2 | YD2 + SPNO2; Function: reversible optics & PCE; Feature: on-demand tuning; Application: smart PV windows.
Keywords — DSSC, YD2, Spiropyran, PMC, FRET, BIPV
2) Molecules (2024) — SQ2 × Spiropyran (DOI: 10.3390/molecules29204896)
Overview — DSSCs co-sensitized with SQ2 and SPNO2 exhibit reversible color/optical modulation under UV/visible light (transmittance change around 540 nm: −20% after UV, +15% after visible). Device PCE shifts modestly (≈0.8% range), consistent with FRET from PMC to SQ2, thus demonstrating simultaneous control of color and photovoltaic response by external light.
Key Points — SQ2-centric co-sensitization / FRET signature in IPCE / Visual, education-friendly demos.
Highlights — Design: TiO2 | SQ2→SPNO2 adsorption; Function: J–V & IPCE analysis; Feature: stimulus-responsive PV; Application: smart windows, outreach.
Keywords — DSSC, SQ2, Spiropyran, FRET, Photochromic
3) Solar Energy (2025) — Ni-porphyrin design (DOI: 10.1016/j.solener.2025.113493)
Overview — A theoretical screening around NiTPP‑CAA explores donor/π/anchor modifications to improve light harvesting. Metrics include HOMO–LUMO alignment, absorption red‑shift and LHE, and injection compatibility with TiO2. The work proposes π‑extension and substituent patterns that enhance visible‑to‑NIR harvesting, offering a rational roadmap for experimental dye design.
Key Points — Ni‑porphyrin engineering / LHE‑oriented optimization / Toward NIR‑extended DSSCs.
Keywords — DSSC, Ni‑porphyrin, NiTPP‑CAA, LHE, TD‑DFT
参考文献（DOI付）
- Ono, K.; Ejima, R.; Hara, M. Energies 18 (17), 4751 (2025). https://doi.org/10.3390/en18174751
- Hara, M.; Ejima, R. Molecules 29 (20), 4896 (2024). https://doi.org/10.3390/molecules29204896
- Rathi, R.; Banerjee, S.; Bhattacharya, I.; Ghosh, A.; Das, A.K. Solar Energy 294, 113493 (2025). https://doi.org/10.1016/j.solener.2025.113493
