| 研究概要 |
メロシアニン(MC)やスクアリリウム(SQ)色素のLB膜を用いた有機太陽電池に対して,表面プラズモン(SP)励起による短絡光電流(I_<sc>)について研究を行った、MCやSQ色素はp形伝導を示し,それらの色素LB膜とAl薄膜の界面ではショットキー接触が得られ,色素LB膜とAg薄膜との界面ではオーミック接触が得られる。ショットキーダイオードは光電効果を示すので,ショットキー光電池を構成した。プリズム/Al薄膜/色素LB膜/Ag薄膜(タイプI)とプリズム/MgF_2薄膜/Al薄膜/色素LB膜/Ag薄膜(タイプII)の2種類の構造の有機太陽電池を作製した。全反射減衰(ATR)法においては,タイプIとIIは,それぞれクレッチマン配置構造およびクレッチマン配置とオットー配置を併せ持つ構造となっている。タイプIの素子ではAg薄膜/空気界面でSPが共鳴励起され,タイプIIの素子ではMgF_2薄膜/Al薄膜界面及びAg薄膜/空気界面でSPが共鳴励起した特性が観測された。ATRとI_<sc>特性をレーザ光の入射角度の関数として測定した。その結果,I_<sc>のピークはATR特性の共鳴角度に対応していた。また,素子内部の電界や光吸収をATR測定から得られた誘電率や膜厚を用いて計算を行った。入射角度の関数として計算された色素LB層内の光吸収は,I_<sc>の測定結果と一致していた。そして,タイプIIとIのI_<sc>は,ATR配置におけるSP励起により増大することがわかった。また,このSP励起によるI_<sc>の増大や有機太陽電池の変換効率は,色素分子の凝集体構造に関係していると考えられた。本研究の結果は,太陽電池やセンシングデバイス,光スイッチなどの開発に有用である。
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