2017 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of the carrier transport process in organic photovoltaics
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15H03883
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
小林 隆史 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10342784)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内藤 裕義 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90172254)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 有機薄膜太陽電池 / 輸送過程 / ドリフト移動度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、各種変調分光法を駆使し、有機薄膜太陽電池の動作機構、特にマイクロ秒からミリ秒の範囲におけるキャリアの輸送過程を明らかにすることである。まず評価手法について述べる。これまでにもインピーダンス分光法や光誘導吸収測定を用いて実デバイス中のキャリア輸送過程を調べる方法について検討を行ってきたが、光誘導吸収測定では電子の情報が得られないなどの問題点がいくつかあった。そこで本研究計画の二年目から開放起電力や短絡電流をモニターしながら変調分光を行う方法について検討を試みてきた。その結果、短絡電流からは二つの移動度が決定できることが分かり、光誘導吸収測定を組み合わせれば、電子と正孔の両方の移動度が同時決定できることとなった。一方、開放起電力からは、二分子再結合過程に加え、トラップの情報が得られることも分かった。さらに変調周波数の二倍の周波数で信号検出すれば、キャリア輸送のドライビングフォースに関する情報が得られることも分かった。また素子作製については、結晶性ポリマーと非晶質ポリマーを用いた順構造と逆構造の太陽電池を作製し、特に取り出し効率の膜厚依存性に注目して評価している。その中で、結晶性ポリマーを用いて厚い半導体層を持つ太陽電池を作製すると、時間とともに特性が向上する様子が確認された。これは、相分離構造が時間経過とともに最適構造に近づいていくためであると考えられる。時間経過に伴う諸特性の変化も調べており、この知見を活用すれば、高効率デバイスの作製条件の探索が効率化されるものと期待している。なお、本研究課題では上記の結果に加え、素子の経時劣化や、移動度の膜厚依存性についても評価した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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