| 研究課題/領域番号 |
19K05390
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 横浜市立大学 (2023)
東京都立大学 (2019-2022) |
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研究代表者 |
今村 穣 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 客員教授 (60454063)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 分子自動生成 / 逆問題 / 有機薄膜太陽電池 / インフォマティクス / 材料自動探索 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでエネルギー問題の解決を目指し、計算科学を用いて膨大な数の太陽電池材料候補が検討されてきたが、ブレークスルーとなる特定の物性を示す材料は発見されてこなかった。これは、特定の物性を示す材料候補を効率的に探索する、いわゆる、逆問題アプローチに基づく材料探索は行われてこなかったことに起因する。そこで、本研究では、これまで申請者が研究開発してきた自動探索スキームを基盤に、特定の物性を示す分子を自動探索可能なプラットフォームを開発する。さらに、次世代太陽電池材料である有機薄膜太陽電池に適用し、新材料開発を通してエネルギー問題の解決を推進する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、これまで開発してきた自動探索スキームを基盤に、特定の物性を示す分子を自動探索可能なプラットフォームを開発を行った。さらに、次世代太陽電池材料である有機薄膜太陽電池のアクセプター分子に適用し、新材料を提案を行った。具体的には、有機薄膜太陽電池の非フラーレンアクセプターの部分構造の最適化を検討したところ、候補分子として、共役系が伸長した骨格分子などが生成され、妥当な結果を得ることができた。一方、分子の対称性は失われており合成の観点からは考慮の余地を残し、また定性的には問題がないものの、光電変換効率を過少評価する問題も確認できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で特定の物性を示す分子を自動探索可能なプラットフォームを開発を実際に行い、有機薄膜太陽電池のアクセプター分子に適用し、妥当な結果を得られたことは意義深い。今回は、アクセプター分子にだけ適用したがドナーにも展開可能であり、また、その他の孤立有機分子に対しても適用可能で、広い素材開発分野での今後の活用が期待される。
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