2019 Fiscal Year Research-status Report
屈折率ナノ制御による有機太陽電池の高効率光閉じ込め技術の創製
| Project/Area Number |
17K05001
|
|---|
| Research Institution | Yamagata University |
|---|
Principal Investigator |
久保田 繁 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (60396588)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣瀬 文彦 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (50372339)
水野 潤 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 上級研究員(研究院教授) (60386737)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 有機太陽電池 / 光閉じ込め / 反射防止 / ナノテクスチャ / モスアイ / 光学シミュレーション |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度の研究では、有機太陽電池の屈折率制御に用いるナノテクスチャ（モスアイ構造）の光学性能を向上させるため、テクスチャ構造の形成に使用するナノインプリントプロセスの改善を行った。ナノインプリントは、基板にＵＶ硬化樹脂を堆積した後、モールド（型）を樹脂に押し当てた状態で紫外線を照射することで樹脂を硬化させる手法である。本研究では、ＵＶ硬化樹脂の堆積条件（スピンコート回転数等）、モールドを樹脂に押し当てる際の圧力といった各種プロセス条件が、最終的に得られるテクスチャパターンや光閉じ込め性能に与える影響を実験的に解析した。また、同じマスターモールドを使用して繰り返し転写を行った場合について、転写回数の増加に伴うモスアイ基板の光学特性の変化を調べることで、有機太陽電池の発電性能の低下レベルを評価した。本研究で構築するデバイスでは、ナノインプリントにおけるＵＶ硬化樹脂の堆積膜厚が厚くなるにつれて、モスアイの残膜による短波長の光吸収が増加するため発電層での吸収量が減少すると予測される。一方、樹脂の堆積膜厚が薄すぎると、モスアイのパターン形状にひずみが生じる可能性が考えられる。そこで、樹脂の堆積膜厚、モスアイ基板の透過率、及び有機太陽電池の発電電流量の関係について、実験データと理論式による予測との比較を行うことで、パターン形状の異なる複数のモールドを使用した場合について、最適な堆積膜厚を決定した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画の通り、屈折率ナノ制御において必要となるナノインプリントプロセスの改善を図った。数多くの知見が蓄積しており、研究全体として顕著な成果が得られている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究では、ナノインプリントの精度の影響等を含めた幅広い検討を行い、提案構造の性能をさらに向上させる予定である。
|
| Causes of Carryover |
次年度使用額は、材料等の購入費用が当初予定額に比べて少なかったために生じたものであり、有機太陽電池の実験での材料費等として使用する予定である。
|
