2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of nonfullerene acceptors having high dielectric constants for realization of innovative solar cell mechanism
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20H02814
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
家 裕隆 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80362622)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 有機半導体 / 有機太陽電池 / アクセプター / 誘電率 / 非フラーレン型構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機太陽電池（OPV）は軽量、フレキシブル、波長選択性の特徴をもつことから、次世代太陽電池の有望候補である。OPVの光電変換効率（PCE）の向上のためには、電圧損失の低減が必要不可欠である。電圧損失の本質的な原因は、有機半導体材料の大きな励起子束縛エネルギー（低い誘電率）である。これを解決するため、本研究では高い誘電率の有機半導体材料を創出する。とりわけ、本研究では高誘電率の非フラーレン型アクセプター開発に主眼を置く。本年度はエーテル基やシアノ基等の極性置換基の導入によって有機分子の誘電率が向上するとの作業仮説のもと、フッ素化ナフトビスチアジアゾールからの誘導化検討を行った。その結果、期待通りの反応が進行する知見を得ることができた。また、電子分極に由来する誘電率向上の新たな設計指針として、π共役分子の2次元拡張が有効であることを予備的知見として見出している。そこで本年度は、この概念を非フラーレン型アクセプターに応用することを目的として、ベンゾビスチアジアゾール骨格を2次元拡張した分子構造から検討に着手し、これとアクセプターとして有効に機能する応募者オリジナルの電子受容性末端ユニットを組み合わせた低LUMO分子を開発した。得られた新規分子に関しては、電子吸収スペクトル測定と蛍光スペクトル測定で光物性に関する知見を得た。また、サイクリックボルタンメトリー測定で電気化学的物性も明らかとした。
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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
標的とする分子構造は確実に合成が進展しており、基礎物性評価と太陽電池評価も順調に進捗しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度確立した新規ユニットを用いて、次年度以降材料開発を系統的に実施する。
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[Journal Article] Single-Molecule Conductance of a π-Hybridized Tripodal Anchor while Maintaining Electronic Communication2021
Author(s)
T. Ohto, A. Tashiro, T. Seo, N. Kawaguchi, Y. Numai, J. Tokumoto, S. Yamaguchi, R. Yamada, H. Tada, Y. Aso, Y. Ie
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Journal Title
Small
Volume: 17
Pages: 2006709
DOI
Peer Reviewed
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