2015 Fiscal Year Annual Research Report
重水素置換p型有機半導体を用いた有機薄膜太陽電池の髙効率化
| Project/Area Number |
26620208
|
|---|
| Research Institution | Waseda University |
|---|
Principal Investigator |
古川 行夫 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50156965)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 有機薄膜太陽電池 / ラマン分光 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
軽水素を重水素に置換することにより分子間力を制御し，太陽電池の光電変換効率を向上できる可能性がある．本研究では，軽水素で構成されるペンタセン（ペンタセン-H14）と全重水素置換体（ペンタセン-D14）の構造と太陽電池の電流電圧特性に関して研究した．ペンタセン-H14:C60混合物とペンタセン-D14:C60混合物薄膜の赤外・ラマンスペクトルを測定結果から，両方において，C60はアモルファス状態で，ペンタセンは結晶状態をとっていた．(A) インジウム・スズ酸化物(ITO)/ペンタセン-H14またはペンタセン-D14(45 nm)/C60(50 nm)/BCP(10 nm)/Alと(B) ITO/PEDOT-PSS/ペンタセン-H14またはペンタセン-D14(45 nm)/C60(50 nm)/BCP(10 nm)/Alのデバイス構造の有機薄膜太陽電池を製作した．このデバイスに関して，疑似太陽光AM1.5G（100 mW/cm2）を照射した場合の電流密度・電圧特性を測定した．測定データから，Voc, Jsc, FFを求めて，光電変換効率Eを計算した．デバイス構造(A)で，ペンタセン-H14の場合，Voc = 0.36 V, Jsc = 5.2 mA, FF = 0.47, E = 0.89 %，ペンタセン-D14の場合，Voc = 0.38 V, Jsc = 4.3 mA, FF = 0.47, E = 0.76 %であった．デバイス構造(B)では，ペンタセン-H14の場合，Voc = 0.30 V, Jsc = 8.0 mA, FF = 0.27, E = 0.65 %，ペンタセン-D14の場合，Voc = 0.34 V, Jsc = 6.1 mA, FF = 0.51, E = 1.1 %であった．ペンタセン-H14とペンタセン-D14のイオン化エネルギーを測定したところ，ほとんど同じであった．以上，重水素置換による分子間力の変化を通した固体構造の違いは，太陽電池の性能を改善するが，飛躍的ではないことが分かった．
|
