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電荷移動錯体薄膜を用いた高効率有機薄膜太陽電池の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21760229
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関筑波大学

研究代表者

櫻井 岳暁  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (00344870)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2009年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード太陽電池 / 電荷移動錯体 / 有機 / 金属界面 / 紫外光電子分光 / 光伝導度 / 光電変換 / 有機/金属界面物性 / 電気伝導度 / 第一原理計算 / 電子スピン共鳴 / フェナントロリン誘導体 / 金属界面物性
研究概要

本研究では、近赤外光に対して高い量子効率を示す有機光電変換材料の開発を目指し、有機半導体-金属系電荷移動錯体薄膜の開発を試みた。フェナントロリン系化合物(Bathocuproine)と金属から成る電荷移動錯体では、Caとの組み合わせにより、半導体的な物性を示すことが示された。この電子構造を分析したところ、Bathocuporoine‐Ca間の強い界面相互作用により電荷移動量が増大し、半導体的物性の起源になることが明らかになった。一方、鉛フタロシアニンへのAg 添加による電荷移動錯体の形成に関しては、Agの微量添加時に光伝導度の向上が認められた。ただし、これを多量に添加すると、結晶性が乱れ電気特性が悪化することが判明した。高品質な電荷移動錯体を得るためには有機-金属界面相互作用の制御だけでなく結晶性の向上が不可欠であることが分かった。

報告書

(3件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (21件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of doping on metal doped semiconductor2011

    • 著者名/発表者名
      B.M.Datt, S.Suzuki, T.Sakurai, K.Akimoto
    • 雑誌名

      Current Applied Physics 11

      ページ: 188-190

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic states at 4,4'-N,N'-dicarbazol-biphenyl (CBP)?metal (Mg, Ag, and Au) interfaces : A joint experimental and theoretical study2011

    • 著者名/発表者名
      B.M.Datt, S.Suzuki, T.Sakurai, K.Akimoto
    • 雑誌名

      Current Applied Physics 11

      ページ: 346-352

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Barrier formation at organic-metal interfaces studied by density functional theory2011

    • 著者名/発表者名
      B.M.Datt, S.Suzuki, T.Sakurai, K.Akimoto
    • 雑誌名

      Current Applied Physics 11

      ページ: 447-450

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural control of organic solar cells based on nonplanar metallophthalocyanine/C_<60> heterojunctions using organic buffer layers2011

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Sakurai, Tatsuya Ohashi, Hikaru Kitazume, Masato Kubota, Takashi Suemasu, Katsuhiro Akimoto
    • 雑誌名

      Organic Electronics 12

      ページ: 966-973

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural control of organic solar cells based on nonplanar metallophthalocyanine/C_<60> heterojunctions using organic buffer layers2011

    • 著者名/発表者名
      T.Sakurai, T.Ohashi, H.Kitazume, M.Kubota, T.Suemasu, K.Akimoto
    • 雑誌名

      Organic Electronics

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of doping on metal doped semiconductor2011

    • 著者名/発表者名
      B.M.Datt, S.Suzuki, T.Sakurai, K.Akimoto
    • 雑誌名

      Current Applied Physics

      巻: 11 ページ: 188-190

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic states at 4,4'-N,N'-dicarbazol-biphenyl (CBP)-metal (Mg, Ag, and Au) interfaces2011

    • 著者名/発表者名
      B.M.Datt, A.Baba, T.Sakurai, K.Akimoto
    • 雑誌名

      Current Applied Physics

      巻: 11 ページ: 346-352

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Barrier formation at organic-metal interfaces studied by density functional theory2011

    • 著者名/発表者名
      B.M.Datt, S.Suzuki, T.Sakurai, K.Akimota
    • 雑誌名

      Current Applied Physics

      巻: 11 ページ: 447-450

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative study on structural properties of P3HT and P3HT : PCBM thin films by using synchrotron x-ray diffraction2010

    • 著者名/発表者名
      Takeaki SAKURAI, Toshihiro YAMANARI, Masato KUBOTA, Susumu TOYOSHIMA, Tetsuya TAIMA, Yuji YOSHIDA, Katsuhiro AKIMOTO
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 49

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction of bathocuproine with metals (Ca, Mg, Al, Ag, and Au) studied by density functional theory2010

    • 著者名/発表者名
      Mahesh Datt Bhatt, Shugo Suzuki, Takeaki Sakurai, Katsuhiro Akimoto
    • 雑誌名

      Appl.Surf.Sci 256

      ページ: 2661-2667

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of gap states on electrical properties at interface between bathocuproine and various types of metals2010

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Sakurai, Susumu Toyoshima, Hikaru Kitazume, Shigeru Masuda, Hiroo Kato, Katsuhiro Akimoto
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 107

      ページ: 43707-43707

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of gap states on electrical properties at interface between bathocuproine and various types of metals2010

    • 著者名/発表者名
      T.Sakurai, S.Toyoshima, H.Kitazume, S.Masuda, H.Kato, K.Akimoto
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 107

      ページ: 43707-43707

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction of bathocuproine with metals(Ca, Mg, Al, Ag, and Au)studied by density functional theory2010

    • 著者名/発表者名
      M.D.Bhatt, S.Suzuki, T.Sakurai, K.Akimoto
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 256

      ページ: 2661-2667

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orientation-controlled phthalocyanine-based photovoltaic cell formed on pentacene buffer layer2009

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Sakurai, Ryusei Naito, Susumu Toyoshima, Tatsuya Ohashi, Katsuhiro Akimoto
    • 雑誌名

      Nanoscience and Nanotechnology Letters 1

      ページ: 23-27

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Journal of Applied Physics2009

    • 著者名/発表者名
      M.Aoki, S.Toyoshima, T.Kamada, M.Sogo, S.Masuda, T.Sakurai, K.Akimoto
    • 雑誌名

      Level alignment of gap state at organic-metal interface 106

      ページ: 43715-43715

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction of Bathocuproine with Ca and Au Studied by Density Functional Theory2009

    • 著者名/発表者名
      Mahesh Datt Bhatt, Shugo Suzuki, Takeaki Sakurai, Katsuhiro Akimoto Jpn.
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 48

      ページ: 125504-125504

    • NAID

      40016890515

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction of Bathocuproine with Ca and Au Studied by Density Functional Theory2009

    • 著者名/発表者名
      M.D.Bhatt, S.Suzuki, T.Sakurai, K.Akimoto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 48

      ページ: 125504-125504

    • NAID

      40016890515

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 有機薄膜太陽電池における界面制御・評価法開発2010

    • 著者名/発表者名
      櫻井岳暁, 秋本克洋
    • 学会等名
      表面技術協会関東支部研究発表会「表面から臨む次世代グリーンエネルギー研究開発~若手研究者の挑戦~」(招待講演)
    • 発表場所
      工学院大学
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 有機薄膜太陽電池における界面制御・評価法開発2010

    • 著者名/発表者名
      櫻井岳暁、秋本克洋
    • 学会等名
      表面技術協会関東支部研究発表会「表面から臨む次世代グリーンエネルギー研究開発~若手研究者の挑戦~」
    • 発表場所
      工学院大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有機/金属電極界面における電気二重層の発現機構2010

    • 著者名/発表者名
      櫻井岳暁, 馬場暁久, Ronit Prakash, 間瀬一彦, 秋本克洋
    • 学会等名
      平成22年秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 有機/金属電極界面における電気二重層の発現機構2010

    • 著者名/発表者名
      櫻井岳暁, 馬場暁久, Ronit Prakash, 間瀬一彦, 秋本克洋
    • 学会等名
      平成22年秋季 第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 鉛フタロシアニン/C_<60>太腸電池における有機緩衝層の役割2010

    • 著者名/発表者名
      櫻井岳暁, 大橋達也, 北爪光, 久保田正人, 末益崇, 秋本克洋
    • 学会等名
      平成22年秋季 第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Control of properties of molecule/electrode interfaces in high-efficient organic solar cells2010

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Sakurai, Susumu Toyoshima, Mahesh Datt Bhatt, Katsuhiro Akimoto
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Technological Advances of Thin Films & Surface Coatings (ThinFilms 2010)(招待講演)
    • 発表場所
      Harbin, China, CCE2-invited-4376.
    • 年月日
      2010-07-14
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Control of properties of molecule/electrode interfaces in high-efficient organic solar cells2010

    • 著者名/発表者名
      T.Sakurai, S.Toyoshima, M.D.Bhatt, K.Akimoto
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Technological Advances of Thin Films & Suface Coatings
    • 発表場所
      ハルビン工業大学(中華人民共和国)(招待講演)
    • 年月日
      2010-07-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of properties at molecule/electrode interfaces in organic solar cells2010

    • 著者名/発表者名
      櫻井岳暁
    • 学会等名
      第2回ナノ材料科学環境拠点・計測グループセミナー(招待講演)
    • 発表場所
      物質・材料研究機構
    • 年月日
      2010-06-22
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Characterization of properties at molecule/electrode interfaces in organic solar cells2010

    • 著者名/発表者名
      櫻井岳暁
    • 学会等名
      第2回ナノ材料科学環境拠点・計測グループセミナー
    • 発表場所
      物質・材料研究機構(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Structural and electrical properties of lead phthalocyanine based solar cells formed on organic buffer layer2010

    • 著者名/発表者名
      D.Kishida, T.Sakurai, T.Ohashi, H.Kitazume, K.Akimoto
    • 学会等名
      The International Conference on Nanophotonics 2010
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2010-06-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Structural and electrical properties of lead phthalocyanine based solar cells formed on organic buffer layer2010

    • 著者名/発表者名
      Daiki Kishida, Takeaki Sakurai, Tatsuya Ohashi, Hikaru Kitazume, Katsuhiro Akimoto
    • 学会等名
      The International Conference on Nanophotonics P-B74.
    • 発表場所
      つくば国際会議場(つくば市)
    • 年月日
      2010-06-01
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 鉛フタロシアニン/C_<60>太陽電池における有機緩衝層の役割2010

    • 著者名/発表者名
      櫻井岳暁, 大橋達也, 北爪光, 久保田正人, 末益崇, 秋本克洋
    • 学会等名
      平成22年秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-05-19
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Density Functional Theory によって研究される金属(Ca、Mg、Al、Ag、Au)とのbathocuproineの相互作用2010

    • 著者名/発表者名
      Mahesh Bhatt, 櫻井岳暁, 鈴木修吾, 秋本克洋
    • 学会等名
      平成22年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Influence of molecule/electrode interfaces on performance of organic thin-film photovoltaic cells2009

    • 著者名/発表者名
      T.Sakurai, S.Toyoshima, T.Taima, Y.Yoshida, S.Masuda, H.Kato, K.Akimoto
    • 学会等名
      Progress in Applied Surface, Interface and Thin Film Science 2009(SURFINT-SREN II)
    • 発表場所
      Florence, Italy.
    • 年月日
      2009-11-17
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Study on Electronic Structure of Au, Ag, and Ca-doped Bathocuproine Layers2009

    • 著者名/発表者名
      H.Kitazume, S.Toyoshima, T.Sakurai, M.Aoki, S.Masuda, K.Akimoto
    • 学会等名
      2009 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2009)
    • 発表場所
      Sendai, Japan, P-10-15.
    • 年月日
      2009-10-08
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Study on Electronic Structure of Au, Ag, and Ca-doped Bathocuproine Layers2009

    • 著者名/発表者名
      H.Kitazume, S.Toyoshima, T.Sakurai, M.Aoki, S.Masuda, K.Akimoto
    • 学会等名
      2009 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM 2009)
    • 発表場所
      仙台国際ホテル
    • 年月日
      2009-10-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 有機太陽電池材料における金属界面の電子状態と電気特性の相関2009

    • 著者名/発表者名
      櫻井岳暁
    • 学会等名
      2009年日本物理学会秋季大会(招待講演)
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-25
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Interaction of bathocuproine with Ca and Au Studied by Density Functional Theory2009

    • 著者名/発表者名
      Mahesh Bhatt, 櫻井岳暁, 鈴木修吾, 秋本克洋
    • 学会等名
      平成21年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 金属添加BCP膜における電子構造と電気特性の相関2009

    • 著者名/発表者名
      北爪光, 豊島晋, 櫻井岳暁, 増田茂, 秋本克洋
    • 学会等名
      平成21年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Influence of Electronic Structure of Bathocuproine/Metal Interface on Performance of Organic Photovoltaic Cells2009

    • 著者名/発表者名
      T.Sakurai, S.Toyoshima, M.Aoki, T.Taima, Y.Yoshida, H.Kato, S.Masuda, K.Akimoto
    • 学会等名
      The 26^<th> European Conference on Surface Science
    • 発表場所
      Parma, Italy, Mo-OXI-P-036.
    • 年月日
      2009-09-02
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Control of structural properties and performances of phthalocyanine-based organic thin-film solar cells by using organic buffer layer2009

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Sakurai, Tatsuya Ohashi, Hikaru Kitazume, Katsuhiro Akimoto
    • 学会等名
      E-MRS 2009 Spring Meeting
    • 発表場所
      Strasbourg, France, A-P1-31.
    • 年月日
      2009-06-09
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] 有機薄膜太陽電池の高効率化と耐久性向上第6章3節有機/無機界面の物性評価2009

    • 著者名/発表者名
      櫻井岳暁、秋本克洋
    • 出版者
      サイエンス&テクノロジー
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] 有機薄膜太陽電池の高効率化と耐久性向上 第6章3節 有機/無機界面の物性評価2009

    • 著者名/発表者名
      櫻井岳暁、秋本克洋
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      サイエンス&テクノロジー
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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