2006 Fiscal Year Annual Research Report
系統的組み合わせによる高分子半導体積層膜での構造-電子物性相関の解明
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18350099
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
藤田 克彦 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教授 (20281644)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
筒井 哲夫 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (40037982)
片平 賀子 九州大学, 総合理工学研究院, 助手 (90315143)
安田 剛 九州大学, 先導物質化学研究所, 助手 (30380710)
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| Keywords | 超薄膜 / ナノ材料 / 有機半導体 / ディスプレイ / 有機EL |
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| Research Abstract |
有機ELや有機太陽電池など有機デバイスにおいてポリマー半導体はその優れた加工性や耐久性、機械的柔軟性といった性質から利用が進められているが、低分子デバイスでは真空蒸着で容易に構築できる積層構造を作ることが難しく、素子効率の向上はもっぱら新規材料開発に頼るところが大きい。我々は同じ溶媒に可溶な複数のポリマーで積層構造の構築が可能なEvaporative Spray Deposition from Ultradilute Solution (ESDUS)法を開発し、様々なポリマーデバイスに適用してきた。本年度ではポリマーELでの機能分離積層構造、ポリマー太陽電池でのpn接合において従来法で作成した素子との比較を行った。ポリマーとしてPFO(青色発光、B)、CN-PDHFV(緑、G)、MEH-PPV(赤、R)あるいはP3HT(T、正孔輸送性)を使用し、ホール注入層としてPEDOT:PSSを使った。様々な組み合わせで積層膜を作成し、上部電極にLiF/Alを使用して有機EL素子、および積層型太陽電池を作成した。
B/R/Gの組み合わせで積層したときの外部量子効率は単層型に比べ一桁以上、R/GやB/Rといった二層積層型に比べて5〜8倍の効率向上が認められた。いずれも発光スペクトルはR由来の発光であることを示した。Gは電子吸引性CN基のためLUMO位が低く、電子注入層として働いていると考えられ、ポリマーELにおいても機能分離型積層構造が高効率化に有効であることが示された。
R/GあるいはT/Gでの積層膜で作成した太陽電池は単層型、混合型を上回るエネルギー変換効率を示した。様々な組み合わせ、混合状態での素子作成が可能となり、ポリマーデバイスの研究展開の多様化が期待される。
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