2016 Fiscal Year Annual Research Report
Control of electronic states of pi-conjugated polymers by introducing Si- or Ge-bridges and applications to organic solar cells
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26288094
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
大下 浄治 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90201376)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 有機半導体材料 / 有機太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
無機元素である14族元素のSiおよびGeをπ共役ポリマーにハイブリッド化することによって、ポリマーの電子状態を自在にチューニングし、ポリマー太陽電池のホスト材料と色素増感太陽電池の増感色素の新しい設計指針を示すことを目的として研究を行い、ジチエノゲルモール（DTG）やジシラノビチオフェン（DSBT)をビルディングユニットとする共役高分子を合成した。それらの物性・電子状態を明らかにするとともに、薄膜太陽電池へ応用を検討した。本年度は、これまでの成果をもとに、さらに性能の良い材料へと展開する目的から、以下のような検討を行った。
１．DSBTを2量化した構造を持つビジシラノビチオフェン（bDSBT）を合成し、bDSBTをドナーとするドナー－アクセプター（D-A）型の共役系高分子を得た。さらに、その物性・電子状態を明らかにするとともに、薄膜太陽電池へ応用した。
２．DTGをπスペーサーとするD-π-A型の色素を合成し、それを用いた色素増感太陽電池を作成・評価した。
３．スピロ（ジピリジノゲルモール）（ジチエノゲルモール）(sDPyDTG）を含む共役高分子を合成し、その分子内光エネルギー移動を含めた興味深い物性を明らかにした。
以上の検討の結果、残念ながら、sDPyDTGのポリマーは、太陽電池特性を示さなかったが、bDSBT－ポリマーおよびDTG-色素は、それぞれ薄膜太陽電池、色素増感太陽電池（DSSC）の活性材料として利用可能であることを見出した。特にDTG-色素を用いたDSSCでは、6.09%と比較的高い光電変換効率を実現した。新しいπ電子系骨格を合成するとともに、そのポテンシャルを明らかにし、昨年度までの成果とともに、新規な分子設計の指針を得ることに成功した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
