| Project/Area Number |
16J04335
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Organic and hybrid materials
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
髙橋 功太郎 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2018-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 有機半導体 / 有機薄膜太陽電池 / 有機薄膜トランジスタ / テトラベンゾポルフィリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) BP誘導体を用いたOTFTの作製と移動度向上
通常テトラベンゾポルフィリン(BP)は有機溶媒に対して不溶であることから，可溶性熱前駆体（CP）をスピンコートし，基板を加熱することでBP薄膜へと変換させOTFTを作製する．しかし，この手法ではBPの分子配向を制御できず、その正孔移動度(μ)も0.1 cm2/Vs程と低い．そこでBPの5,15位に置換基を導入した可溶性BP誘導体（TIPS-BP）を用いてディップコート法によりOTFTを作製したところ，規則的に分子を配列されることに成功し，μ = 1.1 cm2/Vsを達成した．この値はBPまたはその誘導体の最高値である．
さらに移動度を向上させるため，シリル基のアルキル鎖を変化させた材料（A）を合成した．初期評価としてディップコート法によりOTFTを作製したところ，最高でμ= 2.8 cm2/Vs，平均でμ= 1.4 cm2/Vsと移動度をさらに向上させることに成功した．
(2) 高い開放電圧を示すBP誘導体の合成とOPVへの応用
BPと一般的なn型材料であるPC61BMを用いたOPV素子の開放電圧（VOC）は0.6 V程であり，最新の10%を超える低分子系OPV材料のVOC（0.9~1.0 V）と比較して低い．これは，BPの高いHOMO準位（-4.9 eV）に起因している．そこで，BPのHOMO準位を低下させ，OPVのVOCを向上させることを目指し，BPの5,15位に強い電子求引基であるトリフルオロメチル基を導入したBP誘導体（CF3BP）の合成を行った．CF3BPはBPと比較してHOMO準位が0.4 eV低下していることが大気下光電子分光法から明らかとなった．そこで初期評価として，pn型OPV素子の作製・評価を行った結果，CF3BPを用いたOPV素子のVOCは0.96 Vと高い値を示した．今後，pin型OPV素子への応用を行うことで，高い変換効率が期待できる．
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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