2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26620203
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田中 秀幸 東京大学, 新領域創成科学研究科, 特任講師 (10585821)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 有機エレクトロニクス / 有機太陽電池 / 分子合金 / ポルフィリン / 固溶体 / フラーレン / ペロブスカイト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，異種分子間での分子軌道を電子的にカップリングさせることで，分子の合金化を実現し，それによる効率な光捕集効果をもって有機太陽電池の効率を向上させる事を目的としている．
ポルフィリン分子をモデル化合物とし，二種のポルフィリン分子の合金化に必要な作製条件の追求と物性調査から，二分子系の結晶性ポルフィリン分子は分離結晶化しやすい事がわかった．一方，第三の材料としてフラーレン分子をマトリクスとして加えることで，均質な合金薄膜を形成する事を見出している．合金薄膜のX線構造解析および分光分析を行い，分子の合金化によって変化する薄膜物性を多角的に検証した所，母体となるポルフィリン結晶格子に新規ポルフィリン分子がとけ込み，有機固溶体を形成している事がわかった．さらに，合金化することにより，個々の光吸収スペクトルよりもブロードなスペクトルを得ることができ，それぞれのポルフィリン分子に起因する光電変換効率，すなわち内部量子効率が格段に向上することがわかった．合金化により光電変換に最適な電子準位にシフトすること，二分子間における電子的カップリング状態が，単一分子群におけるキャリア伝導パスとほとんど変わらないことを示唆している．
平成２７年度は，有機分子固溶体の調査で得られた知見を基にして，新しい材料系の固溶体調査に取り組んだ．鉛，ヨウ素，メチルアンモニウムで構成される有機－無機ハイブリッド型ペロブスカイト固溶体薄膜の作製と太陽電池への応用を試みた．溶液塗布法による薄膜形成を行ない，X線回折による構造解析から結晶性ペロブスカイト固溶体を形成している事を明らかにした．また，形成過程における冷却速度の制御により，太陽電池に有利なモルフォロジーが得られる事を見出した．10%を超える太陽電池効率を得る事に成功し，太陽電池の高効率化に向けた指針となることを実証した．
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Research Products
(6 results)
