• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Development of highly durable inverted thin film organic solar cell based on the elucidation of degradation mechanism

Research Project

Project/Area Number 17K05963
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Energy-related chemistry
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

Takahashi Kohshin  金沢大学, 物質化学系, 教授 (00135047)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 桑原 貴之  金沢大学, 物質化学系, 准教授 (80464048)
辛川 誠  金沢大学, ナノマテリアル研究所, 准教授 (80452457)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords有薄膜機太陽電池 / 耐久性 / 劣化機構 / バルクヘテロ接合 / 化学分析 / フラーレン誘導体 / 共役系高分子 / 有機薄膜太陽電池 / 太陽電池 / 有機薄膜 / 高耐久性
Outline of Final Research Achievements

In inverted bulk heterojunction organic thin film solar cells (OPV) using blended films consisted of a donor material P3HT and a non-fullerene EH-IDTBR instead of a widely used acceptor material PCBM, the energy conversion efficiency greatly attenuated because of decreases in short circuit current and fill factor. By means of AC impedance analysis of the inverted OPV under light irradiation as well as AFM observation of the blend film surface at OPV driving part, it was because ultraviolet rays contained in a solar simulator damage the blended film, increasing in the electrical resistance, but not because the network structure of the carrier transport changed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

有機薄膜太陽電池(OPV)の有機発電層は、電子供与体と電子受容体の2種類の有機化合物から構成され、材料の選択と組み合わせが性能を決める一因である。近年、OPVの電子受容体として広く用いられているPCBM等のフラーレン誘導体に代わる材料として非フラーレン化合物を用いた研究が盛んに行われており、エネルギー変換効率(PCE)の向上に関する多くの報告がある。しかし、光耐久性評価や性能劣化の原因究明についての報告は少なく、実用素子を目指す上で早急な対応が求められている。
本研究では、高光耐久性を持つ素子の創製を志向して逆型有機薄膜太陽電池の劣化機構の解明行った。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Factors contributing to degradation of organic photovoltaic cells2020

    • Author(s)
      M. Karakawa, K. Suzuki, T. Kuwabara, T. Taima, K. Nagai, M. Nakano, T. Yamaguchi, K.Takahashi
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 76 Pages: 105448-105448

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2019.105448

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Nanopore analysis of blended organic semiconducting films to clarify photovoltaic performance2019

    • Author(s)
      M. Karakawa, N. Ohmae, T. Nagai, T. Kusumi, T. Kuwabara, T. Taima, T. Yamaguchi, K. Takahashi
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 66 Pages: 76-80

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2018.12.021

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Physical and chemical analysis inside of organic photovoltaic cells for clarify degradation factors2019

    • Author(s)
      M. Karakawa, K. Suzuki, T. Taima, K. Nagai, M. Nakano, T. Yamaguchi, K.Takahashi.
    • Organizer
      10th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (MBE10)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chemical and physical analysis of organic photovoltaic cells for high-durability2019

    • Author(s)
      M. Karakawa, K. Suzuki, T. Taima, K. Nagai, M. Nakano, T. Yamaguchi, K.Takahashi.
    • Organizer
      15th European Conference on Molecular Electronics (ECME 2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 発電層のD/A比を変化させた逆型有機薄膜太陽電池のBHJ構造と性能の相関2019

    • Author(s)
      玄田謙治,辛川誠,中野正浩,當摩哲也,Shahiduzzaman Md.,高橋 光信
    • Organizer
      第80回応用物理学会 秋季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子捕集層としてZnOを用いた逆型有機薄膜太陽電池のZnO製膜温度と光電変換特性の相関2019

    • Author(s)
      佐藤史哉, 中野正浩, 辛川誠, 當摩哲也, Shahiduzzaman Md. , 西山了, 久住拓司, 高橋光信
    • Organizer
      第80回応用物理学会 秋季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分子半導体P3HTの末端置換基が太陽電池特性に与える影響2019

    • Author(s)
      高崎瑛司,辛川誠,中野正浩,當摩哲也,Shahiduzzaman Md.,高橋光信
    • Organizer
      第80回応用物理学会 秋季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ノンフラーレンアクセプターを用いた有機薄膜太陽電池の性能劣化原因の調査(発表番号2M03)2018

    • Author(s)
      鈴木健司, 辛川誠, 當摩哲也,高橋光信
    • Organizer
      高分子討論会(9/6の北海道地震のために開催中止)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 非フラーレンアクセプターを用いた有機薄膜太陽電池の耐久性評価2018

    • Author(s)
      鈴木健司, 辛川誠, 當摩哲也, 山口孝浩, 高橋光信
    • Organizer
      電気化学会北陸支部秋季大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] D:A1:A2三元系発電層を用いた逆型有機薄膜太陽電池の大気中作製2017

    • Author(s)
      大前 直也,辛川 誠, 永井 隆文,桑原 貴之,當摩 哲也,高橋 光信
    • Organizer
      応用物理学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 長時間光照射した有機薄膜太陽電池の活性層材料の分析2017

    • Author(s)
      藤木卓郎,辛川誠,永井隆文,桒原貴之,當摩哲也,山口孝浩,髙橋光信
    • Organizer
      電気化学会北陸支部
    • Related Report
      2017 Research-status Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi