2011 Fiscal Year Annual Research Report
化学修飾グラフェンを用いた分子配向制御による有機薄膜太陽電池の高効率化
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23655116
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
原野 幸治 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (70451515)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2012-03-31
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| Keywords | グラフェン / 有機薄膜太陽電池 / 有機デバイス / 分子配向 / 結晶成長 |
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| Research Abstract |
有機薄膜太陽電池の高効率化,特に安価かつ大面積化か容易な塗布プロセスによる太陽電池の創製は現代化学における喫緊の課題である.有機薄膜太陽電池においては,ドナー層とアクセプター層の界面面積が大きいほど効率的な電荷分離が行えるため,蒸着系において活性層のナノ柱状構造を構築する手法が研究されてきた.しかしながら,塗布プロセスにおいては,溶液からの結晶成長の制御が困難である上,結晶成長を促進する鋳型分子等が光電変換効率に影響を及ぼすと考えられるため,ナノ柱状構造を構築することには困難があった.我々は,酸化グラフェン誘導体Ph-iGO分散液を導電性ポリマーPEDOT:PSS上に塗布後熱還元することにより還元型酸化グラフェンrGOで修飾された表面を得,この表面上にベンゾポルフィリン前駆体CPを塗布後熱転換することでテトラベンゾポルフィリンBPを結晶化させ,50-150nmの高さを持つナノ結晶を成長させることに成功した.rGO層非存在下では平坦な結晶性薄膜が得られ,rGOと同様のπ平面を持つHOPG上では不均一に集合したBPナノ結晶が得られたことから,rGOが表面上に分散していることがナノカラム構造を得るために必要と考えられる.rGOは単層から数層の厚さしか持たないために電荷輸送の障壁にはならず,また得られたナノカラム構造はより広い表面積を持つことから,界面におけるキャリア生成の高効率化による光電変換効率の向上が期待される.
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