2023 Fiscal Year Annual Research Report
Offset-less charge separation mechanism of dynamic exciton
Publicly Offered Research
| Project Area | Dynamic Exciton: Emerging Science and Innovation |
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| Project/Area Number |
23H03951
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
玉井 康成 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (30794268)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 励起子 / 電荷分離 / 有機薄膜太陽電池 / 過渡吸収分光法 / 電荷移動 / 電荷解離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機薄膜太陽電池において優れた電荷生成効率を実現するためには、材料の励起状態（LE状態）と電荷移動状態(CT状態)のエネルギーに十分なエネルギー 差(オフセット)が必要であると考えられてきた。 一方、我々はLE-CT状態間にオフセットが無くても高速で電荷生成可能な系を見出しているが 、このようなオフセットの無いドナー/アクセプタ ー(D/A)界面における高速電荷移動は従来理論の枠組みでは説明が難しい。 そこで本研究では過渡吸収分光法を中心とした種々の分光学的手法によりD/A界面における電荷ダイナミクスを評価し、オフセットが無いD/A界面における「動的エキシトン」の電荷分離・再結合メカニズムを明らかにする。
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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
PBDB-T/Y系有機薄膜太陽電池について計画通り過渡吸収測定を行い、順調に進捗している
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度も前年度に引き続き、種々の組み合わせでPMn/Ynブレンド膜を作製し、D/A界面で生成する動的エキシトンの物性を系統的に変化させた薄膜について過渡吸収測定を行う。前年度、Yb系レーザーによる過渡分光システムを導入したことにより、PMnの過渡EA信号、Ynの基底状態褪色および電荷の吸収をシームレスに観測することが可能となった。そのため、本年度はこれまで詳細な検討ができていなかった波長800 nm付近の励起状態ダイナミクスを中心に検討する予定である。また、振動エネルギーが電荷移動に及ぼす影響を明らかにすることで、動的エキシトン描像の学理構築を目指す。 一方、電荷再結合に関してはサブピコ秒からナノ秒の時間域での過渡吸収装置を立ち上げ中である。本セットアップの完成を急ぐとともに、本システムを用いて従来測定困難であった上記時間帯の再結合ダイナミクスを詳細に検討する。
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