| 研究課題/領域番号 |
17K19110
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
物理化学、機能物性化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 分子科学研究所 |
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研究代表者 |
平本 昌宏 分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 教授 (20208854)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | 水平多層交互接合 / 超バルクヘテロ接合 / 超高速移動度 / 飛程 / 横取り出し / 励起子収集 / キャリア収集 / 有機太陽電池 / 水平接合 / 水平取り出し距離 / 再結合 / 交互積層接合 / キャリア水平取り出し / ブレンド接合 / 超格子 / キャリア横取り出し / バンド伝導 / 太陽電池 / 有機半導体単結晶 / 超バルクへテロ接合 |
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| 研究成果の概要 |
将来の太陽電池として期待されている有機太陽電池において、これまで２種類の有機半導体を混合した層が用いられてきたが、電子とホールを輸送するルート形成が技術的に困難で効率向上の障害になっていた。本研究で、電子とホールを、基板に対して水平方向に取り出す「水平交互多層接合」という新しいコンセプトに基づいて有機太陽電池を設計・作製し、ルート形成の問題を本質的に解決する方法を示した。この新コンセプト有機太陽電池は、垂直方向の膜厚を限りなく厚くでき、太陽光スペクトルの大部分をフル活用して、20%程度の効率向上が望める。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
「水平交互多層接合」は、混合接合を超える設計コンセプトで学術的オリジナリティーが非常に高い。垂直方向膜厚は輸送に無関係で限りなく厚くできるため、有機分子の吸収の多様性を活かして太陽光スペクトルの大部分を細かく分割して活用することで、20%以上の高効率化が望める。なお、電極間距離は1.8 cmまで可能で、金属マスクで簡便に大面積モジュールを製造できる。有機太陽電池の効率は着実に向上しており、フレキシブル、カラフル、軽量、塗布可能、安価、等の利点を活かして、近い将来、太陽電池の主役となると考えている。
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