Dissociation Process of Charge-Transfer Excitons at Organic Thin-Film Solar Cell Interfaces

Research Project

Project/Area Number	25K08813
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 36020:Energy-related chemistry
Research Institution	Japan Women's University
Principal Investigator	村岡梓日本女子大学, 理学部, 教授 (70614014)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000) Fiscal Year 2027: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2026: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2025: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords	有機薄膜太陽電池
Outline of Research at the Start	有機薄膜太陽電池の光変換効率の向上には、ドナー・アクセプター積層構造界面における光電変換メカニズムの解明に基づく高性能材料の探索が不可欠である。申請者は、第一原理計算により、「エキシトンの生成と解離」や「解離により生成したキャリアの拡散過程」といった、ドナーで生成されたフレンケル型エキシトンが、界面で電荷移動型（ワニア型）エキシトンとなり、その大きさが変換効率や短絡電流密度と相関することを見出した。本研究計画では、電荷移動型エキシトンをバイポーラロンと捉え、Huang-Rhys因子、非断熱結合定数を第一原理的に評価し、電荷移動型エキシトンの解離と生成キャリアの動的過程について理論的研究を行う。