Effects of bulk heterojunction interface structure and molecular quadrupole on exciton dissociation processes in organic solar cells

Publicly Offered Research

Project Area	Dynamic Exciton: Emerging Science and Innovation
Project/Area Number	23H03939
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (II)
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	吉田弘幸千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (00283664)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000) Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords	有機薄膜太陽電池 / 四重極 / 電子構造 / 低エネルギー逆光電子分光 / 有機太陽電池 / 非フラーレンアクセプター / 界面構造
Outline of Research at the Start	有機太陽電池では、ドナーとアクセプターの界面を使って励起子を解離して発電する。近年開発された非フラーレンアクセプターでは、励起子の解離に必要なエネルギーが極めて小さいことで、高い太陽電池性能が得られている。本研究は、非フラーレンアクセプター分子のもつ大きな四重極が励起子解離を容易にしているとの仮説に基づき、吉田が独自に開発した低エネルギー逆光電子分光法により分子の四重極がつくる静電ポテンシャルを測定し、ドナー・アクセプター界面構造との相関を明らかにする。これにより、上記の仮説を実証し、高効率有機太陽電池の設計指針を提案する。