2015 Fiscal Year Research-status Report
アモルファス膜の結晶化を利用する結晶薄膜作製と有機デバイスの高性能化に関する研究
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26410215
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
景山 弘 琉球大学, 工学部, 准教授 (50294038)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アモルファス材料 / 結晶化 / 有機薄膜太陽電池 / 有機薄膜トランジスタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、有機アモルファス材料が有する高い成膜性と、加熱や溶媒蒸気への暴露といった外部刺激により結晶化するというアモルファスガラス固体の性質を利用した新しい結晶薄膜作製技術を開発するとともに、作製した結晶薄膜を用いることによる有機デバイスの高性能化を図ることを目的としている。
昨年度、アモルファス性p型半導体と、結晶性n型半導体の積層膜からなる有機薄膜太陽電池を作製し、加熱処理により素子性能が向上するという予備的なデータが得られている。本年度は、加熱条件の詳細な検討を行った。その結果、加熱処理温度を高くするにつれて、短絡電流密度が増加し、エネルギー変換効率が向上することを明らかにした。この結果は、加熱温度の上昇にともなって、p型有機化合物の過冷却液体状態あるいは融液状態における流動性が高くなり、p型半導体が、n型半導体の結晶粒界のより深くまで浸透し、p型半導体とn型半導体の接触界面の面積が大きくなっていることに基づいていると考えられ、最終目標である「相互貫入構造」が形成されていることを示唆している。また、素子性能向上のためには、加熱プロセスだけでなく冷却プロセスも重要であり、冷却時に急冷すると素子が導通し、太陽電池として機能せず、導通を抑制するためには徐冷することが必要であることもわかった。
有機電界トランジスタについては、melt-press法による素子作製についての予備的実験を行った。ソース・ドレイン電極を配したガラス基板と、ゲート絶縁膜を有するシリコン基板で、アモルファス性p型有機半導体の融液を挟み、冷却することで、目的の場所にp型有機半導体のアモルファス膜を製膜するとともに、作製した膜を用いるトランジスタが実際に動作することを確認した。
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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
有機薄膜太陽電池については、冷却プロセスまで含めた、加熱処理条件の詳細な検討を行い、有機薄膜太陽電池のエネルギー変換効率を向上させることができた。また、有機電界効果トランジスタについては、melt-press法による製膜について予備的な結果が得られており、概ね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
有機薄膜太陽電池については、加熱処理により相互貫入構造が形成されているかどうかを明らかにするため、素子断面の観察などを行う予定である。
有機薄膜トランジスタについては、得られたアモルファス膜を結晶化させることにより、素子性能が向上するかどうかの検討を行う。
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| Causes of Carryover |
H27年度に交付された基金はほぼ全額使用したが、一部の試薬やガス、真空部品等に対する支出が当初の予定よりも若干少なかったため、9000円弱の次年度使用額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
H28年度に、試薬、不活性ガス、真空部品等に使用予定である。
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Research Products
(2 results)
