2016 Fiscal Year Research-status Report
有機・配列ナノカーボンを用いた柔らかくて透明な熱電変換素子の開発
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16K18078
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岸 直希 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70470044)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 熱電変換薄膜 / 透明電極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フレキシブル・透明な熱電変換素子の実現を目指し、以下の研究を行った。
１．高光透過性を持つ有機系熱電変換薄膜の作製と熱電変換特性の改善
有機系熱電変換材料であるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの熱電変換特性改善を目的に、界面活性剤の導入を行い、その作製プロセスの最適化を行った。導入する界面活性剤材料としてドデシル硫酸ナトリウムを用い、熱電変換特性であるパワーファクターはその導入量に依存することを明らかにした。１重量％の導入量までは、その量に依存しパワーファクターが向上し、それ以上の量ではパワーファクターが逆に減少することが明らかとなった。これはＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの導電率がドデシル硫酸ナトリウム量に依存し大きくなるのに対し、ゼーベック係数は逆に減少し、トレードオフの関係となるためである。また、膜厚の最適化を図ることにより、５５０ｎｍにおける光透過率９３％の光透過性の高い熱電変換薄膜を得ることができた。
2．カーボンナノチューブ透明導電膜の分散材レス成膜法の開発
透明・フレキシブルな熱電変換素子における透明電極に用いるカーボンナノチューブ薄膜の成膜を行った。分散媒として有機溶媒を用い、分散剤レスのバーコート成膜を行った。バーコートに用いるカーボンナノチューブ分散液の粘度はカーボンナノチューブ濃度に依存し、その最適化を行った。その結果５５０ｎｍにおける光透過率８８％で３ｋΩ／ｓｑ．程度の薄膜を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究で光透過性の高いＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ熱電変換薄膜の成膜条件の基本的な指針について得ることができた。しかしながら熱電変換特性としては十分でなく、さらなる改善が必要であるため、次年度以降もその向上に向けた研究を実施する。またカーボンナノチューブ透明電極については本年度の研究で分散材レス成膜の成膜条件の指針を得ることができた。素子に用いるためにはさらなる低抵抗化が必要であり、今後の検討課題である。
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| Strategy for Future Research Activity |
ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳのさらなる熱電変換特性向上に向け、界面活性剤に加え第２の添加剤量の導入の検討も行う。二種の導入によるその効果を明らかにする。またＨ２８年度の研究で界面活性剤の導入によるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳのゼーベック係数の減少がみられたため、電気特性の詳細な評価を行うことによりそのメカニズムも明らかにする。カーボンナノチューブ透明電極については、ドーピングの検討を始めさらなる低抵抗化を図る。これらの研究をベースに熱電変換素子の試作へと展開し、透明・フレキシブルな熱電変換素子のデモンストレーションを行う。
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Research Products
(3 results)
