2019 Fiscal Year Research-status Report
ポンプ‐プローブ型電場変調分光法の開発と有機薄膜太陽電池の光照射下内部電場の研究
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19K05251
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
広光 一郎 島根大学, 学術研究院理工学系, 教授 (40199138)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 有機薄膜太陽電池 / 内部電場 / 電場変調分光法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
3種類のヘテロ接合型有機薄膜太陽電池 ①亜鉛フタロシアニン(ZnPc)/C60, ②ZnPc/ペリレン誘導体(PTCBI)，③鎖状高分子アルミニウムフタロシアニン(AlPcF)/C60 について，暗状態と白色光照射下の内部電場測定を行った。暗状態の内部電場は非常に弱い単色光照射下での電場変調分光法（EAML法）で，白色光照射下の内部電場は白色光照射下電場変調分光法（EAWL法）で測定した。
①のZnPc/C60の場合，逆バイアス電圧印加下では白色光照射によってZnPc膜内の電場が消失するという現象が見出された。②のZnPc/PTCBIの場合にも，逆バイアス下でZnPc膜内の電場が白色光照射により著しく減少した。
問題は，内部電場と光電流との間にどのような相関が観測されるか，ということである。単色光照射下では，その相関を実験的に調べることが可能である。EAML法で用いた単色光源を用いてドナー（ZnPc）とアクセプター（C60及びPTCBI）それぞれを光励起した時の光電流を測定することができるからである。測定の結果，内部電場と光電流の間には良い相関が観測された。一方，白色光照射下では，両者の相関を実験的に調べる方法は現時点で見出せていない。白色光照射下では，ドナーとアクセプターが必ず同時に光励起されてしまうからである。
③のAlPcF/C60では，AlPcF膜内の電場はまったく観測されず，C60膜中の電場は暗状態でも白色光照射下でもほとんど変化がなかった。AlPcF/C60はエネルギー変換効率が低いことが以前からわかっていたが，AlPcF膜の内部電場が存在しないことが低効率の原因の一つであることが今回明らかとなった。
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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
ポンプ-プローブ型電場変調分光法（EAPP法）による測定を行う段階には至っていないが，単色光照射下電場変調分光法（EAML法）と白色光照射下電場変調分光法（EAWL法）による測定により，膜内電場が暗状態と白色光照射下で著しく異なるということを初めて明らかにできたことから，進捗状況はおおむね順調と評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ポンプ-プローブ型電場変調分光法（EAPP法）による測定を行い，ヘテロ接合型太陽電池におけるドナーまたはアクセプターの光励起が両者の内部電場にどのような影響を与えるかを明らかにする。
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