| 研究課題/領域番号 |
19H02789
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35030:有機機能材料関連
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| 研究機関 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
辨天 宏明 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (60422995)
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| 研究分担者 |
小川 絋樹 京都大学, 化学研究所, 准教授 (00535180)
中村 雅一 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80332568)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
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| キーワード | 有機薄膜太陽電池 / 高分子太陽電池 / 高分子薄膜太陽電池 / 共役高分子 / 電流計測原子間力顕微鏡 / 高分子ブレンド太陽電池 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年盛んに開発が進む共役高分子は、半導体としての電子特性と高分子本来の優れた成形加工性をあわせ持つことから、次世代エレクトロニクスの基幹材料として様々な薄膜デバイスへの応用が検討されている。本研究では、電子ドナー性、電子アクセプタ性を有する共役高分子の三成分ブレンド膜を光活性層に用いる新たな高効率高分子太陽電池を提案し、その発電原理の解明を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では共役高分子の三成分ブレンド膜を発電層に用いる三元系高分子ブレンド太陽電池の動作機構の解明に取り組んだ。この目的を達成するため、光照射型電流計測原子間力顕微鏡(PC-AFM)の計測系を立ち上げ、発電層での光電変換特性をナノメートルスケールで計測した。マクロスケールでの素子性能とナノスケールでの電子機能特性の評価を進めた結果、光電流や光起電力、曲線因子といった素子性能が決定される機構についての知見を得ることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
共役高分子のブレンド膜を発電層に用いる高分子薄膜太陽電池は、印刷技術を使って低コストかつ低環境負荷で高速大量生産が可能な太陽電池として期待されている。一方、高分子がナノメートルスケールで相分離した発電層の構造が複雑で動作原理が明確でないなどの理由からエネルギー変換効率向上に向けた指針を立てられずにきた。本研究ではPC-AFMを用いる独自の手法を使って発電層の局所電変換特性を評価することで発電層の構造と素子特性とのつながりを理解できるようになり、性能向上に向けた指針を提示できるようになった。
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