2022 Fiscal Year Annual Research Report
Clarification of operation mechanisms of next-generation organic/perovskite hybrid devices
| Project/Area Number |
20H02817
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
松島 敏則 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (40521985)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 金属ハライドペロブスカイト / LED / 外部量子効率 / 蛍光性有機分子 / エネルギー移動 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、2次元型ペロブスカイトの有機層として機能性有機アミンを導入し、新機能を創出することを目指した。2020年度と2021年度には、蛍光性有機アミンを導入した2次元型ペロブスカイトにおけるエネルギー移動機構について検討した。2022年度には、他のデバイスへと応用することを目指して、２次元型ペロブスカイトへの様々な有機アミンの導入を試みた。オリゴチフェニレン骨格やナフタレンジイミド骨格の片側にアミンを配置した化合物を合成した。この化合物をよう化鉛もしくはよう化スズと共に有機溶媒に溶解させ、スピンコート・アニールすることで薄膜化させた。吸収・発光スペクトルを測定すると、500nm近傍に、２次元型ペロブスカイトの量子井戸構造中で安定化された励起子に起因する特徴的なピークが観測された。さらに、X線回折のin-planeとout-of-plane解析により膜中で２次元型ペロブスカイト構造が形成されていることを確認した。ナフタレンジイミドを用いた鉛系2次元型ペロブスカイト膜を作製し、光電流測定を行った。光照射下において金属ハライド層で形成した励起状態が分離し、その後、電子が有機アミン層に移動する。同時に、有機アミン層の励起状態が分離することにより形成したホールは金属ハライド層に移動する。つまり、電子が有機アミン層、ホールが金属ハライド層に別々に輸送されることにより、電子とホールの再結合が抑制され、それにより、一般的なアルキルアミンを用いた2次元型ペロブスカイトと比較すると、光電流が約40倍に増大することを見出した。今後の太陽電池応用に向けて有意義な結果が得られた。
|
| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
