Development of Organic Photovoltaic Devices Using Organic Amorphous Materials with High Charge Carrier Mobilities

• Project/Area Number: 20550164
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Functional materials/Devices
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: KAGEYAMA Hiroshi Osaka University, 工学研究科, 講師 (50294038)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2010: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2009: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2008: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: アモルファス分子材料 / トリス(オリゴアリレニル)アミン / 有機光電変換素子 / アモルファス子材料

Research Abstract

Organic photovoltaic (OPV) devicesusing organic amorphous materials with high charge carrier mobilitieswere fabricated and their performance was examined. Planar OPV devices using these materials as p-type semiconductors and fullerenes as n-type semiconductors showed power conversion efficiencies (PCEs) of 1.5～2.2%. Bulk-heterojunctionOPV devices consisting of a single layer of these materials fabricated from solution showed PCEs of 1.3%.

Research Products

• [Journal Article] T.Umeda, K.Chujo, Y.Nomura, K.Tsuchida, M.Hara, S.Terashima, Y.Koji, H.Kageyama, Y.Shirota J.Photon. (2011)
  • Author(s): The Effect of p-Type Doping on the Performance of Organic Thin-Film Photovoltaic Devices ? m-MTDATA/C60, 2-TNATA/C60 Systems
  • Journal Title: Energy 1
• [Journal Article] MoO_3 as a Cathode Buffer Layer Material for the Improvement of Planar pn-Heterojunction Organic Solar Cell Performance (2011)
  • Author(s): H.Kageyama, H.Kajii, Y.Ohmori, Y.Shirota
  • Journal Title: Appl.Phys.Express 4
  • NAID: 10028155316
• [Journal Article] MoO_3 as a cathode buffer layer material for the improvement of planar pn-hetero junction organic solar cell performance (2011)
  • Author(s): Hiroshi Kageyama
  • Journal Title: Appl.Phys.Express Volume: 4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PhotoinducedVitrification Near the Surfaces of Single Crystals of Azobenzene-Based Molecular Materials with Glass-Forming Ability (2010)
  • Author(s): H.Nakano, S.Seki, H.Kageyama
  • Journal Title: Phys.Chem.Chem.Phys. 12 Pages: 7772-7774
• [Journal Article] Organic Photovoltaic Devices Using an Amorphous Molecular Material With High Hole Drift Mobility, Tris[4-(2-thienyl)phenyl]amine (2010)
  • Author(s): H.Kageyama, H.Ohishi, M.Tanaka, Y.Ohmori, Y.Shirota
  • Journal Title: IEEE J.Sel.Top.Quantum Electron. 16(6) Pages: 1528-1536
• [Journal Article] Photoinduced vitrification neat the surfaces of single crystals of azobenzene-based molecular materials with glass-forming ability (2010)
  • Author(s): Hideyuki Nakano, Hiroshi Kageyama
  • Journal Title: Phys.Chem.Chem.Phys. Volume: 12 Pages: 7772-7774
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Organic Photovoltaic Devices Using an Amorphous Molecular Material With High Hole Drift Mobility, Tris[4(2-thienyl)phenyl]amine (2010)
  • Author(s): Hiroshi Kageayma
  • Journal Title: IEEE J.Sel.Top.Quantum Electron. Volume: 16 Pages: 1528-1536
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 新しい薄膜形成材料-アモルファス分子材料を中心に (2010)
  • Author(s): 景山弘
  • Journal Title: 工業材料 Volume: 58 Pages: 36-39
• [Journal Article] High-performance Organic Photovoltaic Devices Using a New Amorphous Molecular Material with High Hole Drift Mobility, Tris[4-(5-phenylthiophen-2-yl)phenyl]amine (2009)
  • Author(s): H.Kageyama, H.Ohishi, M.Tanaka, Y.Ohmori, Y.Shirota
  • Journal Title: Adv.Funct.Mater. 19(24) Pages: 3948-3955
• [Journal Article] High Performance Organic Photovoltaic Devices Using Amorphous Molecular Materials with High Charge-carrier Drift Mobilities (2009)
  • Author(s): H.Kageyama, H.Ohishi, M.Tanaka, Y.Ohmori, Y.Shirota
  • Journal Title: Appl.Phys.Lett. 94(6)
• [Journal Article] Electron Injection Behavior from the Magnesium Electrode into a Family of Electron-transporting Amorphous Molecular Materials, α,ω-Bis(dimesitylboryl)oligothiophene (2009)
  • Author(s): F.Zhang, T.Noda, H.Kageyama, Y.Shirota
  • Journal Title: Proc.SPIE-Int.Soc.Opt.Eng. 7213
• [Journal Article] High-performance Organic Photovoltaic Devices Using a New Amorphous Molecular Material with High Hole Drift Mobility, Tris[4-(5-phenylthiophen-2-yl)phenyl]amine (2009)
  • Author(s): Hiroshi Kageyama, Hitoshi Ohishi, Masatake Tanaka, Yutaka Ohmori, Yasuhiro Shirota
  • Journal Title: Adv.Funct.Mater. 19 Pages: 3948-3955
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High Performance Organic Photovoltaic Devices Using Amorphous Molecular Materials with High Charge-carrier Drift Mobilities (2009)
  • Author(s): Hiroshi Kageyama
  • Journal Title: Appl. Phys. Lett. 94
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Network Polymers from Epoxidized Soybean Oil and Bio-based Phenolic Polymers (2008)
  • Author(s): T.Tsujimoto, N.Imai, H.Kageyama, H.Uyama, M.Funaoka
  • Journal Title: J.Network Polym. 29 Pages: 192-197
  • NAID: 130004923499
• [Journal Article] Performance of Organic Light-Emitting Diodes Using an Emissive Material with High Hole Drift Mobility
  • Author(s): T.Tamura, H.Kageyama, Y.Shirota, H.Kajiiand Y.Ohmori
  • Journal Title: Mol.Cryst.Liq.Cryst. in press
• [Journal Article] Performance of Organic Light-Emitting Diodes Using an Emissive Material with High Hole Drift Mobility
  • Author(s): Takeshi Tamura, Hiroshi Kageyama
  • Journal Title: Mol.Cryst.Liq.Cryst. Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Effect of p-Type Doping on the Performance of Organic Thin-film Photovoltaic Devices-4,4',4"-tris[3-methylphenyl(phenyl)amino]triphenylamine/C_60 and 4,4',4"-tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine/C_<60> Systems-
  • Author(s): Umeda Takao, Hiroshi Kageyama
  • Journal Title: J.Photon.Energy Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Organic Photovoltaic Devices Using an Amorphous Molecular Material With High Hole Drift Mobility, Tris[4-(2-thienyl)phenyl]amine
  • Author(s): Hiroshi Kageyama, Hitoshi Ohishi, Masatake Tanaka, Yutaka Ohmori, Yasuhiro Shirota
  • Journal Title: IEEE J.Sel.Top.Quantum Electron. (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electron Injection Behavior from the Magnesium Electrode into a Family of Electron-Transporting Amorphous Molecular Materials, a, w-Bis(dimesitylboryl)oligothiophene
  • Author(s): Fengling Zhang
  • Journal Title: Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. (in press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] さまざまな環境下における4-[bis(4-methylphenyl)amino]benzaldehydeの発光挙動 (2011)
  • Author(s): 水口敬、景山弘
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会(2011)
  • Place of Presentation: 神奈川大学(神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2011-03-29
• [Presentation] 高い正孔移動度を有するアモルファス分子材料をドナーとして用いる高性能バルクヘテロ接合型有機太陽電池の開発 (2011)
  • Author(s): 景山弘
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会(2011)
  • Place of Presentation: 神奈川大学(神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] 有機光電変換素子の特性におよぼすp-型ドーピングの効果-m-MTDATA/C_<60>および2-TNATA/C_<60>系- (2011)
  • Author(s): 梅田孝男、景山弘
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会(2011)
  • Place of Presentation: 神奈川大学(神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] MoO_3を陰極バッファー材料として用いる二層型有機太陽電池の作製と評価 (2011)
  • Author(s): 景山弘
  • Organizer: 2011年(平成23年)春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学(神奈川県厚木市)
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] 3D4-36高い正孔移動度を有するアモルファス分子材料をドナーとして用いる高性能バルクヘテロ接合型有機太陽電池の開発 (2011)
  • Author(s): 景山弘、大石仁志、田中正健、大森裕、城田靖彦
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学横浜キャンパス、神奈川
• [Presentation] 3D4-38有機光電変換素子の特性におよぼすp-型ドーピングの効果-m-MTDATA/C_<60>および2-TNATA/C_<60>系- (2011)
  • Author(s): 梅田孝男、中条圭吾、野村泰弘、土田皓太朗、原道寛、寺島さよ、小路泰弘、景山弘、城田靖彦
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学横浜キャンパス、神奈川
• [Presentation] 4D8-18さまざまな環境下における4-[bis(4-methylphenyl)amino]benzaldehydeの発光挙動 (2011)
  • Author(s): 水口敬、生沼要、景山弘、中野英之
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学横浜キャンパス、神奈川
• [Presentation] 26a-BD-10 MoO_3を陰極バッファー材料として用いる二層型有機太陽電池の作製と評価 (2011)
  • Author(s): 景山弘、梶井博武、大森裕、城田靖彦
  • Organizer: 2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学、神奈川
• [Presentation] 高移動度を有する正孔輸送性アモルファス分子材料の開発とデバイスへの応用 (2010)
  • Author(s): 景山弘
  • Organizer: 高分子学会有機EL研究会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府吹田市)(招待講演)
  • Year and Date: 2010-12-17
• [Presentation] 高移動度を有する正孔輸送性アモルファス分子材料の開発とデバイスへの応用(招待講演) (2010)
  • Author(s): 景山弘、城田靖彦、大森裕
  • Organizer: 高分子学会10-2有機EL研究会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター、大阪
  • Year and Date: 2010-12-10
• [Presentation] Organic Light-Emitting Diodes with Nano-layered Structure Using an Emissive Amorphous Moleculaz Material with High Hole Drift Mobility (2010)
  • Author(s): Takeshi Tamura, Hiroshi Kageyama
  • Organizer: International Symposium on Molecular Nanotechnology
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂(奈良市)
  • Year and Date: 2010-12-01
• [Presentation] アモルファス分子材料をドナーに用いるp-i-n-型有機薄膜太陽電池に関する研究 (2010)
  • Author(s): 中条圭吾、野村泰弘、寺島さよ、小路泰弘、青山順、景山弘、梅田孝男、原道寛、城田靖彦
  • Organizer: 日本化学会北陸地区平成22年度講演会と研究発表会
  • Place of Presentation: 富山(富山大学)
  • Year and Date: 2010-11-19
• [Presentation] アモルファス分子材料をドナーに用いる有機薄膜太陽電池に関する研究-2-TNATA/C_<60>系- (2010)
  • Author(s): 野村泰弘、中条圭吾、寺島さよ、小路泰弘、青山順、景山弘、梅田孝男、原道寛、城田靖彦
  • Organizer: 日本化学会北陸地区平成22年度講演会と研究発表会
  • Place of Presentation: 富山(富山大学)20101119
  • Year and Date: 2010-11-19
• [Presentation] アモルファス分子材料を用いる有機薄膜太陽電池に関する研究-m-MTDATA/C_<60>系バルクヘテロ接合素子 (2010)
  • Author(s): 末廣拓、伊達仁哉、中条圭吾、野村泰弘、寺島さよ、小路泰弘、青山順、景山弘、梅田孝男、原道寛、城田靖彦
  • Organizer: 日本化学会北陸地区平成22年度講演会と研究発表会
  • Place of Presentation: 富山(富山大学)
  • Year and Date: 2010-11-19
• [Presentation] アモルファス分子材料を用いる有機薄膜太陽電池に関する研究-m-MTDATA/C_<60>系バルクヘテロ接合素子 (2010)
  • Author(s): 末廣拓、景山弘
  • Organizer: 日本化学会北陸地区平成22年度講演会と研究発表会
  • Place of Presentation: 富山大学(富山市)
  • Year and Date: 2010-11-19
• [Presentation] アモルファス分子材料をドナーに用いる有機薄膜太陽電池に関する研究-2-TNATA/C_<60>系- (2010)
  • Author(s): 野村泰弘、景山弘
  • Organizer: 日本化学会北陸地区平成22年度講演会と研究発表会
  • Place of Presentation: 富山大学(富山市)
  • Year and Date: 2010-11-19
• [Presentation] アモルファス分子材料をドナーに用いるp-i-n-型有機薄膜太陽電池に関する研究 (2010)
  • Author(s): 中条圭吾、景山弘
  • Organizer: 日本化学会北陸地区平成22年度講演会と研究発表会
  • Place of Presentation: 富山大学(富山市)
  • Year and Date: 2010-11-19
• [Presentation] 高い正孔移動度を有するアモルファス分子材料を用いるバルクヘテロ接合型有機薄膜太陽電池の作製と評価 (2010)
  • Author(s): 景山弘
  • Organizer: 2010年(平成22年)秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学(長崎県長崎市)
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] 高移動度を有する正孔輸送性材料の有機EL素子への展開 (2010)
  • Author(s): 田村武史、大森裕
  • Organizer: 電子情報通信学会平成22年ソサイエティ大会シンポジューム
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(大阪府堺市)
  • Year and Date: 2010-09-14
• [Presentation] Performance of Organic Light-Emitting Diodes Using an Emissive Material with High Hole Drift Mobility (2010)
  • Author(s): Tamura Takeshi, Hiroshi Kageyama
  • Organizer: KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場(福岡県北九州市)
  • Year and Date: 2010-08-23
• [Presentation] Organic Light-Emitting Diodes Using an Emissive Material with High Hole Drift Mobility (2010)
  • Author(s): Tamura Takeshi, Hiroshi Kageyama
  • Organizer: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
  • Place of Presentation: 京都国際会館(京都市)
  • Year and Date: 2010-07-06
• [Presentation] 高い正孔移動度を有するアモルファス分子材料をドナーとして用いる高性能有機光電変換素子の開発 (2010)
  • Author(s): 景山弘, 大石仁志, 田中正健, 大森裕, 城田靖彦
  • Organizer: 日本化学会第90春季年会
  • Place of Presentation: 近畿大学 (東大阪市)
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] 高移動度を有する正孔輸送性発光材料を用いた有機EL素子の過渡応答特性評価 (2010)
  • Author(s): 田村武史, 景山弘, 城田靖彦, 梶井博武, 大森裕
  • Organizer: 2010年春季 第57回 応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東海大学 (平塚市)
  • Year and Date: 2010-03-20
• [Presentation] 高い正孔移動度を有するアモルファス分子材料を用いる有機光電変換素子の作製と評価 (2010)
  • Author(s): 景山弘, 大石仁志, 田中正健, 大森裕, 城田靖彦
  • Organizer: 2010年春季 第57回 応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東海大学 (平塚市)
  • Year and Date: 2010-03-19
• [Presentation] P-15 Organic Light-Emitting Didoes with Nano-layered Structure Using an Emissive Amorphous Molecular Material with High Hole Drift Mobility (2010)
  • Author(s): 田村武史, 景山弘, 城田靖彦, 梶井博武, 大森裕
  • Organizer: International Symposium on Molecular Nanotechnology
  • Place of Presentation: Nara, Japan
• [Presentation] 15a-R-9高い正孔移動度を有するアモルファス分子材料を用いるバルクヘテロ接合型有機薄膜太陽電池の作製と評価 (2010)
  • Author(s): 景山弘、大石仁志、田中正健、大森裕、城田靖彦
  • Organizer: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学文教キャンパス、長崎
• [Presentation] CS-7-7高移動度を有する正孔輸送性材料の有機EL素子への展開 (2010)
  • Author(s): 田村武史、景山弘、城田靖彦、梶井博武、大森裕
  • Organizer: 電子情報通信学会2010年ソサイエティ大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス、大阪
• [Presentation] PA022 Performance of Organic Light-Emitting Diodes Using an Emissive Material with High Hole Drift Mobility (2010)
  • Author(s): 田村武史, 景山弘, 城田靖彦, 梶井博武, 大森裕
  • Organizer: KJFInternationl Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
  • Place of Presentation: Fukuoka, Japan
• [Presentation] 6P-115 Organic Light-Emitting Diodes Using an Emissive Material with High Hole Drift Mobilit (2010)
  • Author(s): 田村武史, 景山弘, 城田靖彦, 梶井博武, 大森裕
  • Organizer: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan
• [Presentation] 1G7-38高い正孔移動度を有するアモルファス分子材料をドナーとして用いる高性能有機光電変換素子の開発 (2010)
  • Author(s): 景山弘、大石仁志、田中正健、大森裕、城田靖彦
  • Organizer: 日本化学会第90春季年会 日本化学会第90春季年会
  • Place of Presentation: 近畿大学本部キャンパス、大阪(講演予稿集CD-ROM)
• [Presentation] 20p-ZK-2高移動度を有する正孔輸送性発光材料を用いた有機EL素子の過渡応答特性評価 (2010)
  • Author(s): 田村武史、景山弘、城田靖彦、梶井博武、大森裕
  • Organizer: 2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東海大学湘南キャンパス、神奈川
• [Presentation] 19a-ZL-2高い正孔移動度を有するアモルファス分子材料を用いる有機光電変換素子の作製と評価 (2010)
  • Author(s): 景山弘、大石仁志、田中正健、大森裕、城田靖彦
  • Organizer: 2010年春季第57 回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東海大学湘南キャンパス、神奈川
• [Presentation] 多層型有機EL素子の作製と評価-エキサイプレックス発光- (2009)
  • Author(s): 金田賢志、中条圭吾、梅田孝男、原道寛、景山弘、城田靖彦
  • Organizer: 日本化学会北陸地区平成21年度講演会と研究発表会
  • Place of Presentation: 北陸先端科学技術大学院大学、石川
  • Year and Date: 2009-11-28
• [Presentation] アモルファス分子材料を用いる有機薄膜太陽電池に関する研究 (2009)
  • Author(s): 土田皓太郎、中条圭吾、原義志、野村泰弘、寺島さよ、小路泰弘、景山弘、梅田孝男、原道寛、城田靖彦
  • Organizer: 日本化学会北陸地区平成21年度講演会と研究発表会
  • Place of Presentation: 北陸先端科学技術大学院大学、石川
  • Year and Date: 2009-11-28
• [Presentation] 高移動度を有する正孔輸送性発光材料を用いた有機EL素子の特性評価 (2009)
  • Author(s): 田村武史, 景山弘, 城田靖彦, 梶井博武, 大森裕
  • Organizer: 第70回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 富山大学 (富山市)
  • Year and Date: 2009-09-10
• [Presentation] 高い電荷移動度を有する正孔輸送性アモルファス分子材料を用いる有機光電変換素子の作製と評価 (2009)
  • Author(s): 景山 弘
  • Organizer: 日本化学会第8 9春季年会
  • Place of Presentation: 船橋(千葉)
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] Synthesis, Properties and Applications of Amorphous Molecular Materials (2009)
  • Author(s): 景山 弘
  • Organizer: SPIE Photonics West
  • Place of Presentation: San Jose, USA
  • Year and Date: 2009-01-27
• [Presentation] 10p-ZC-8高移動度を有する正孔輸送性発光材料を用いた有機EL素子の特性評価 (2009)
  • Author(s): 田村武史、景山弘、城田靖彦、梶井博武、大森裕
  • Organizer: 2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会(講演予稿集No.3、pp.1217)
  • Place of Presentation: 富山大学五福キャンパス
• [Presentation] Development of High-Performance Organic Photovoltaic Devices and Organic Light-emitting Diodes Using Amorphous Molecular Materials (2009)
  • Author(s): 城田靖彦, 景山弘
  • Organizer: The 4th East Asia Symposium on Functional Dyes and Advanced Materials
  • Place of Presentation: Osaka International House, Osaka, Japan
• [Presentation] 3L1-05高い電荷移動度を有する正孔輸送性アモルファス分子材料を用いる有機光電変換素子の作製と評価 (2009)
  • Author(s): 景山弘、大石仁志、田中正健、大森裕、城田靖彦
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学船橋キャンパス、千葉(日本化学会第89春季年会講演予稿集CD-ROM)
• [Presentation] 7213-01 Synthesis, Properties and Applications of Amorphous Molecular Materials (Keynote Presentation) SPIE Photonics West (2009)
  • Author(s): 城田靖彦, 景山弘
  • Organizer: Conference on Organic Photonic Materials and Devices XI
  • Place of Presentation: San Jose, California, USA