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垂直接合型有機固体太陽電池の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16560007
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関大阪大学

研究代表者

平本 昌宏  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教授 (20208854)

研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2005年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2004年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード垂直接合型有機固体太陽電池 / 共蒸着膜 / p-i-nエネルギー構造 / 変換効率2.5% / 極微細構造制御 / 光生成キャリアの空間的分離 / 大面積セル / ショート防止 / 太陽光エネルギー変換効率2.5% / オーミック接合 / ドーピング技術 / 光捕集効果 / 長期安定性試験
研究概要

光照射面に対して垂直に形成されたpn接合を持つ、垂直接合型有機太陽電池の作製技術を作製し、擬似太陽光照射下、短絡光電流として8.5mAcm^<-2>というアモルファスシリコンに匹敵する非常に大きな値を観測した。
上記研究をさらに発展させ、2種の有機半導体を共蒸着して混合した、I(intrinsic)層として働く共蒸着層をp、n層でサンドイッチした構造の、P-I-N接合セルにおいて、共蒸着膜のナノ構造を蒸着時基板温度によって制御し、光生成したホールと電子を空間的に分離して取り出す方法を確立して、10mAcm^<-2>以上の光電流発生、世界最高レベルの2.5%の太陽光エネルギー変換効率を達成した。I層を2.5nmの超薄膜交互積層法によって作製しても、ほぼ同じ光電流密度を得ることに成功した。さらに2μmもの厚さの透明低抵抗有機半導体層を組み込むことで、セル特性を全く落とさずにショートを完全に防止し、10cm^2の大面積セルの作製に成功した。有機半導体薄膜の膜厚とセルの示す光電流量を詳細に解析することで、有機半導体中で生成する励起子の拡散距離を正確に求めることに成功した。
以上のように、本基盤研究の研究助成によって、有機固体太陽電池の実用化に大きく近づく、一連の成果をあげることができた。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (24件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Electrical Shorting of Organic Photovoltaic Films Resulting from Metal2006

    • 著者名/発表者名
      Kouji Suemori
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 99

      ページ: 36109-36109

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Large Area Organic Solar Cells with Thick and Transparent Protection Layers2006

    • 著者名/発表者名
      Kouji Suemori
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 45(17)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electrical Shorting of Organic Photovoltaic Films Resulting from Metal Migration2006

    • 著者名/発表者名
      Kouji Surmori, Masaaki Yokoyama, Masahiro Hiramoto
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 99

      ページ: 36109-36109

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Large Area Organic Solar Cells with Thick and Transparent Protection Layers2006

    • 著者名/発表者名
      Kouji Surmori, Yoshio Matsumura, Masaaki Yokoyama, Masahiro Hiramoto
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 45(17)

    • NAID

      10018157475

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Organic solar cells incorporating a p-i-n junction2006

    • 著者名/発表者名
      M.Hiramoto
    • 雑誌名

      Mol.Cryst.Liq.Cryst. 444

      ページ: 33-40

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrical shorting of organic photovoltaic films resulting from metal migration2006

    • 著者名/発表者名
      K.Suemori
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 99(4)

      ページ: 36109-36109

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Very thin molecular crystal based electroluminescent device2006

    • 著者名/発表者名
      K.W.Yee
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 88(8)

      ページ: 83511-83511

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Three-layered Organic Solar Cells Incorporating Nanostructure optimized Phthalocyanine : Fullerene Codeposited Interlayer2005

    • 著者名/発表者名
      Kouji Suemori
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 86(6)

      ページ: 63509-63509

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of Ohmic Contacts Both for Holes and Electrons to Organic Semiconductor Films2005

    • 著者名/発表者名
      Kouji Suemori
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 86

      ページ: 173505-173505

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three-layered Organic Solar Cells Incorporating Nanostructure-optimized Phthalocyanine : Fullerene Codeposited Interlayer2005

    • 著者名/発表者名
      Kouji Suemori, Takahiro Miyata, Masaaki Yokoyama, Masahiro Hiramoto
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 86(6)

      ページ: 63509-63509

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of Ohmic Contacts Both for Holes and Electrons to Organic Semiconductor Films2005

    • 著者名/発表者名
      Kouji Suemori, Masaaki Yokoyama, Masahiro Hiramoto
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 86

      ページ: 173505-173505

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three-layered organic solar cells incorporating a nanostructure-optimized Phthalocyanine : fullerene codeposited interlayer2005

    • 著者名/発表者名
      K.Suemori
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 86(6)

      ページ: 63509-63509

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of ohmic contacts for both holes and electrons to organic semiconductor films2005

    • 著者名/発表者名
      K.Suemori
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 86(17)

      ページ: 173505-173505

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 直立有機超格子による光電変換ナノ構造設計2005

    • 著者名/発表者名
      平本昌宏
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌C J88-C(9)

      ページ: 686-691

    • NAID

      110003225349

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Three-layered Organic Solar Cells Incorporating Nanostructure-optimized Phthalocyanine : Fullerene Codeposited Interlayer2005

    • 著者名/発表者名
      K.Suemori
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 86(6)

      ページ: 63509-63509

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Vertical Junction Type Organic Photovoltaic Cells2004

    • 著者名/発表者名
      Kouji Suemori
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 43(8B)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Organic Solar Cells Protected by Very Thick Naphthalene Tetracarboxylic Anhydride Films2004

    • 著者名/発表者名
      Kouji Suemori
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 85(25)

      ページ: 6269-6271

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Vertical Junction Type Organic Photovoltaic Cells2004

    • 著者名/発表者名
      Kouji Suemori, Takahiro Miyata, Masahiro Hiramoto, Masaaki Yokoyama
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 43(No.8B)

    • NAID

      10013469210

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Organic Solar Cells Protected by Very Thick Naphthalene Tetracarboxylic Anhydride Films2004

    • 著者名/発表者名
      Kouji Suemori, Takahiro Miyata, Masaaki Yokoyama, Masahiro Hiramoto
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 85(25)

      ページ: 6269-6271

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystalline-Amorphous Organic Co-deposited Films Showing Efficient Photo-electric Conversion2004

    • 著者名/発表者名
      K.Suemori
    • 雑誌名

      Mol.Cryst.Liq.Cryst 425

      ページ: 181-188

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Enhanced Photovoltaic Performance in Fullerene : Phthalocyanine Co-deposited Films Deposited on Heated Substrate2004

    • 著者名/発表者名
      K.Suemori
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 43(No.8A)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Vertical Junction Type Organic Photovoltaic Cells2004

    • 著者名/発表者名
      K.Suemori
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 43(No.8B)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of Ohmic Contacts to Perylene Molecular Crystals2004

    • 著者名/発表者名
      M.Hiramoto
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 85(10)

      ページ: 1852-1854

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Organic Solar Cells Protected by Very Thick Naphthalene Tetracarboxylic Anhydride Films2004

    • 著者名/発表者名
      K.Suemori
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett.,2004 85(25)

      ページ: 6269-6271

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Organic Solar Cells Having p-i-n Junction and p-n Homojunction,Chaper 10 in the book "Organic Photovoltaics : Mechanisms,Materials and Devices"2005

    • 著者名/発表者名
      M.Hiramoto
    • 総ページ数
      32
    • 出版者
      CRC Press
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] p-i-n接合を持つ有機薄膜太陽電池(2,3章)書名「有機薄膜太陽電池の最新技術」2005

    • 著者名/発表者名
      平本昌宏
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      (株)シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] Organic Photovoltaics : Mechanisums, Materials and Devices(Chaper 10 ; Organic Solar Cells Having p-i-n Junction and p-n Homojunction)(Edited by Sun, Sam-Shajing and Sariciftci)2004

    • 著者名/発表者名
      M.Hiramoto
    • 総ページ数
      32
    • 出版者
      Marcel Dekker Inc
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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