2019 Fiscal Year Research-status Report
スポンジ構造の有機・ナノ炭素材料を用いた軽量・柔軟・透明な熱電変換素子の開発
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19K04467
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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) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 熱電変換材料 / 透明電極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、有機材料・炭素材料をベースとした軽量・柔軟・透明な熱電変換素子の開発を行い、特に熱電変換層材料のスポンジ構造化を試み、その特性向上を目指す。２０１９年度は、以下の研究を行った。
１．凍結乾燥処理による有機系熱電変換層材料のスポンジ構造化と評価
有機系熱電変換層材料としてＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを用い、凍結乾燥処理によりスポンジ構造化を試みた。成膜方法としてスピンコート法およびドロップコート法を用い、成膜後に凍結乾燥処理を施した。いずれの成膜法においても凍結乾燥処理後、試料の表面が面内で不均一となったが、凍結乾燥処理時の試料温度を制御することにより、面内均一性の改善をすることができた。また、ＳＥＭ観察を行ったところ、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ膜中に微細な構造が確認され、細孔構造が形成されていることを確認することができた。
２．単層カーボンナノチューブ透明電極の分散剤フリー成膜と配向性制御の試み
軽量・柔軟・透明な熱電変換素子の電極として用いる単層カーボンナノチューブ透明導電膜の作製について、これまで我々が行ってきた分散剤フリー成膜法を改良し配向性制御を試みた。分散条件の見直しを行い高濃度・高粘度の単層カーボンナノチューブ分散液を作製し、また成膜に用いるバーが基板を押しつける力を制御することにより配向性が向上することを見出した。配向性の向上により配向方向と平行方向の抵抗が低減させることに成功した。
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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
２０１９年度の研究で、熱電変換層材料についてＥＤＯＴ：ＰＳＳ薄膜のスポンジ構造を形成することに成功した。透明電極については単層カーボンナノチューブ薄膜の分散剤フリー成膜での配向性向上の指針を得ることができた。しかしながら、熱電変換層材料のスポンジ構造化については細孔構造の制御が、また透明電極については配向性の更なる向上が必要であり、今後これらについての研究を行っていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
２０１９年度の研究でＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ熱電変換層材料のスポンジ構造化に成功したが、細孔構造の制御性については不十分であり、今後は凍結乾燥処理条件を検討し、細孔構造のサイズ制御、密度制御を行う。また熱電変換特性と細孔構造のサイズ・密度との相関を明らかにしていく。透明電極については単層カーボンナノチューブ薄膜の分散剤フリー成膜での配向性向上の指針を得ることができたが、今後は更なる配向性の向上を行い、透明電極の低抵抗化を行う。
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Research Products
(6 results)
