高効率非フラーレン有機薄膜太陽電池の光電変換機構の理論的解明

• 研究課題/領域番号: 23K04677
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分32010:基礎物理化学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田村 宏之 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (60390655)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: エキシトン / 太陽電池 / 量子化学 / 量子ダイナミックス

研究開始時の研究の概要

有機薄膜太陽電池は次世代太陽電池として期待されており、近年の非フラーレン電子アクセプター分子の進歩により光電変換効率が劇的に上昇している。本研究では、有機薄膜太陽電池の光電変換機構を根本原理から解明し高効率な新材料の設計指針を与えるため、第一原理計算と量子ダイナミックス計算を駆使した理論研究に取り組む。申請者のこれまでの有機系太陽電池の理論研究を発展させ、本研究では特に高効率非フラーレンアクセプターに着目し、光吸収、励起子拡散、電荷分離、電荷輸送を理論解析することにより効率を支配する要因を解明する。