導電性高分子-フラーレン分子複合界面を用いたナノ微小球有機太陽電池の創成

Research Project

Project/Area Number	16656109
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Electron device/Electronic equipment
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	吉野勝美大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70029205)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	尾崎雅則大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50204186) 藤井彰彦大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80304020)
Project Period (FY)	2004
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000) Fiscal Year 2004: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywords	導電性高分子 / フラーレン / 光誘起電荷移動 / 人工オパール / 太陽電池 / 光電変換 / 微小球構造 / 反転オパール
Research Abstract	本研究では、高分子薄膜の優れた加工性に注目し、微小球構造を有する太陽電池の作製技術を開発することで、導電性高分子-フラーレン複合体光電デバイスの実用化を検討すると共に、次世代有機電子デバイスの展開の指針を示すことを目的とした。 (1)膜厚、微小球サイズ、ヘテロ界面形状、入射光角度などのパラメータを設定してデバイスシミュレーションを行なうことにより、デバイス構造の最適条件を明らかにした。 (2)(1)で得られた条件を元に、微小球有機太陽電池の作製を行う。その手法の一つとして、反転オパールを用いた転写作製法を試みた。すなわち、人工オパールから反転構造を作製することが可能であることから、ナノメーターサイズの周期的な微小球の反転構造である反転オパールを鋳型として、有機太陽電池の形状の加工を行った。溶融性を示す導電性高分子の高分子表面や多層構造におけるヘテロ界面、基板形状の制御を行った。 (3)高分子表面や多層構造におけるヘテロ界面、基板形状について、側鎖に光機能性置換基を有する高分子を用いて二光束干渉法による周期的凹凸形状化を試み、その有効性を明らかにした。 (4)共焦点顕微鏡を用いた三次元立体加工法により微小球構造の作製と微小球群の配列、配置の制御を試みた。感光性を有する導電性高分子に関しては、直接露光による微細加工を試み、その最適条件を明らかにした。 (2)〜(4)の手法による微小球加工を行なった薄膜を用いて、導電性高分子-フラーレン複合体光電デバイスの作製を行ない、光学的性質、電気的性質、光電変換特性等の特性評価を行ない、ナノ微小球有機太陽電池の試作とその基本特性について知見を得た。