| Project/Area Number |
16J05009
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Structural/Functional materials
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
柴崎 浩輔 筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2018-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | カルバゾール / 共役系高分子 / ローバンドギャップ / 有機薄膜太陽電池 / 有機電界効果トランジスタ / ベンゾチアジアゾール / 可溶性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カルバゾールとベンゾチアジアゾールから構成されるD-pi-A型共重合体の基礎物性と光電変換特性に及ぼす可溶性置換基の効果を検証するために、カルバゾールの4,9位に長さや分岐点が異なる種々の可溶性置換基を導入した共重合体であるポリマーPCOC-TBTF2を合成した。基礎物性と太陽電池特性を調査し、4位に可溶性置換基を有していないPCDT2FBTと比較した。合成したポリマーのXRD分析を行った結果、カルバゾールの4位に導入した可溶性置換基の立体障害が大きくなるにつれてポリマーのpiスタッキング距離が大きくなっていることが明らかになった。また、直鎖状の可溶性置換基を有するPCOC-TBTF2は(100)、(200)、(300)面に由来すると考えられる回折ピークを示し、薄膜状態において高度な秩序構造を形成していることが明らかになった。これらの結果から、カルバゾールの4,9位に導入した可溶性側鎖がファンデルワールス力を介して効果的に作用することによりポリマー主鎖共役の共平面性を安定化し、密なpiスタックと高度な秩序構造の形成を可能にしていることが示唆された。薄膜状態においてポリマー主鎖共役間同士の密なpiスタックを形成することによりPCOC-TBTF2はPCDT2FBTよりもナローバンドギャップと優れたホール輸送能を有していた。PCOC-TBTF2 をp型半導体として用いたバルクヘテロ接合型（BHJ）有機薄膜太陽電池は5.5%の光電変換効率（PCE）を示し、PCDT2FBTのPCE（2.1%）を大きく上まわった。これらの結果から、カルバゾールの4,9位への置換基導入はポリマーの溶解性を向上させるだけではなく、自己組織化能を有するカルバゾールポリマーを得るための新たなアプローチであり、太陽電池特性を向上させる有効な手法であると結論した。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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