2018 Fiscal Year Annual Research Report
Co-evaporant induced crystallization and organic photovoltaic cells
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17H04807
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
嘉治 寿彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90463794)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 有機薄膜太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光学設計を最適化し定在波を利用した高効率の有機薄膜太陽電池が世界の様々な研究機関から報告されている。その光電変換層の最適膜厚は、高分子ドナー：フラーレン系で250-400 nm程度、低分子ドナー：フラーレン系で一桁小さい40-50 nm程度とされている。しかし最近応募者らは、不利な低分子ドナー系を用いても、有利な高分子ドナー系の最適値より厚い500 nm以上の膜厚において、定在波を利用するよりも高い電流密度と量子収率を得られることを再現よく実証している。
この現象は応募者の考案した共蒸発分子誘起結晶化法で作製した太陽電池でのみ確認できており、本研究の目的は、この現象をより高い光電変換効率を示す材料で実証することである。
昨年度に引き続き、上記目的の現象を既に実証できているZnPc:C60系において、その様々な特性をより詳細に検討するとともに、類似の材料系であるZnPc:C70系において、この現象が生じにくい原因を追究、確認した。
また、昨年度開始した、フタロシアニンと同様に数十年前から有機半導体分野で既知で安価な材料系や、有機薄膜太陽電池の高効率化のために合成された材料系、従来から知られる高開放端電圧材料系、近赤外吸収材料系における検証においても、順次材料系を増やしており、今年度は特に、緑色吸収材料と励起子分裂材料について、この現象の実証準備のための薄膜成長・素子作製方法の検討をおこなうとともに、C60薄膜の薄膜成長の検討もおこなった。
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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
まず、昨年度に引き続き、既に目的の現象が実証できているZnPc:C60系において、その特性のより詳細な分析が進んでいるとともに、類似の材料系であるZnPc:C70系において、この現象が生じにくい原因を追究、確認した。
さらに計画通り、フタロシアニン以外の材料系における検討を進めている。まだ同様の現象が確認できていないものの、概要に記した通り、多くの材料系において実証を開始している。
それぞれの材料系について、材料系に起因する問題に直面したものの、おおむね予期した範囲内であり、上記のZnPc:C60系およびZnPc:C70系における解析結果を元に、計画時に想定していた、共蒸発分子の種類の変更などの対策や材料の高純度化などの対応を順次行っているところである。
上記の理由から、おおむね順調に進展しているとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画通り、既に開始している様々な材料系における実証を継続する。
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