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電荷移動励起子を用いた光電変換機能の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24750190
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 機能材料・デバイス
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

堤 潤也  独立行政法人産業技術総合研究所, フレキシブルエレクトロニクス研究センター, 研究員 (30573141)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2012年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード有機半導体デバイス / 電荷移動励起子 / 光電変換 / 分子化合物 / 有機太陽電池 / 電荷移動錯体 / 電荷分離
研究概要

分子間電荷移動(CT)励起子を用いた新たな光電変換機能を開発することを目的とし、これを可能とする分子化合物半導体材料の探索を行った。その結果、中間的な電荷移動度をもつ分子化合物半導体において、光電荷キャリアの生成効率と拡散長が最大化することを見出し、これが光電変換に最適な材料系であることを明らかにした。さらに、このような材料系を用いた光電変換素子の実現にむけて、構成分子にアルキル側鎖を導入することで、製膜性に優れる分子化合物半導体材料の開発にも成功した。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (36件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Formation of relaxed charge-transfer excitons in donor-acceptor-type polymer solar cells2014

    • 著者名/発表者名
      J. Tsutsumi, H. Matsuzaki, N. Kanai, T. Yamada, and T. Hasegawa
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53 号: 5S3 ページ: 05HB12-05HB12

    • DOI

      10.7567/jjap.53.05hb12

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electroabsorption study of charge-transfer excited state in donor-acceptor-type polymer2014

    • 著者名/発表者名
      Jun'ya Tsutsumi, Toshikazu Yamada, and Tatsuo Hasegawa
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge separation of charge-transfer excitons in donor-acceptor polymer solar cells2013

    • 著者名/発表者名
      J. Tsutsumi, H. Matsuzaki, N. Kanai, T. Yamada, and T. Hasegawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 117 号: 33 ページ: 16769-16769

    • DOI

      10.1021/jp404094e

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation and diffusion of photocarriers in molecular donor-acceptor systems : dependence on charge-transfer gap energy2012

    • 著者名/発表者名
      J. Tsutsumi, H. Matsui, T. Yamada, R. Kumai, and T. Hasegawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 116 号: 45 ページ: 23957-23957

    • DOI

      10.1021/jp308720d

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Competition between Exciplex Formation and Photocarrier Generation in Molecular-Scale Donor-Acceptor Heterojunctions2012

    • 著者名/発表者名
      J. Tsutsumi, T. Yamada, H. Matsui, and T. Hasegawa
    • 雑誌名

      MRS

      巻: 1435(proceedings)

    • DOI

      10.1557/opl.2013.928

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocarrier Generation in Molecular-Scale Donor-Acceptor Heterojunctions2012

    • 著者名/発表者名
      J. Tsutsumi, H. Matsui, T. Yamada, and T. Hasegawa
    • 雑誌名

      IMID 2012

      巻: (proceedings)

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electroabsorption study of charge-transfer excited state in donor-acceptor-type polymer

    • 著者名/発表者名
      J. Tsutsumi, T. Yamada, and T. Hasegawa
    • 雑誌名

      Trans. Mat. Res. Soc. Japan

      巻: (accepted)

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The role of CT excitation on Efficient photoelectric conversion in donor-acceptor-type polymer solar cells2014

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松崎弘幸,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      2014 MRS spring meeting
    • 発表場所
      サンフランシスコ
    • 年月日
      2014-04-22
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 層状構造を有する新型ドナー・アクセプター型有機半導体の開発2014

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松岡悟志,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      日本物理学会2014年春季大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2014-03-29
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 2次元層状構造を持つ分子化合物半導体C8BTBT-TCNQのデバイス特性2014

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松岡悟志,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Reconsideration of Photocarrier Generation Mechanism in Donor-Acceptor-Type Polymer Solar Cells2014

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松崎弘幸,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      2014 EMN spring meeting
    • 発表場所
      ラスベガス
    • 年月日
      2014-03-01
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Reconsideration of Photocarrier Generation Mechanism in Donor-Acceptor-Type Polymer Solar Cells2013

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松崎弘幸,金井直之,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      第23回日本MRS年次大会
    • 年月日
      2013-12-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 電荷移動錯体DBTTF-TCNQ結晶のフェムト秒ポンププローブ分光2013

    • 著者名/発表者名
      松崎弘幸,堤潤也,長谷川達生
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 年月日
      2013-09-26
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Origin of Efficient Photoelectric Conversion in Donor-Acceptor-Type Polymer Solar Cells2013

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松崎弘幸,金井直之,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      ICFPE 2013
    • 発表場所
      済州島(韓国)
    • 年月日
      2013-09-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Origin of High Efficiency in Donor-Acceptor-Type Polymer Solar Cells2013

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松崎弘幸,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      The 11th China-Japan Joint Symposium on Conduction and Photocarrier in Organic Solids and Related Phenomena
    • 発表場所
      長春(中国)
    • 年月日
      2013-09-02
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] DA型ポリマーにおける電荷移動励起子と光電変換2013

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松﨑弘幸,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      第2回有機系太陽電池つくば地区研究会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2013-06-21
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 有機電荷移動錯体DBTTF-TCNQのフェムト秒過渡分光2013

    • 著者名/発表者名
      松﨑弘幸,堤潤也,長谷川達生
    • 学会等名
      日本物理学会2013年春季大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-28
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] DA型ポリマーにおける電荷移動励起子と光電変換II2013

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松崎弘幸,金井直之,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      日本物理学会2013年春季大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Correlation between Charge-Transfer Gap Energy and Carrier Generation Efficiency in Narrow-Gap Donor-Acceptor Systems2013

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,長谷川達生
    • 学会等名
      5th International Symposium on Innovative Solar Cells
    • 発表場所
      エポカルつくば
    • 年月日
      2013-01-21
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] DA型ポリマーにおける電荷移動励起子と光電変換2012

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,井川光弘,松井弘之,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Photocarrier Generation in Molecular-Scale Donor-Acceptor Heterojunctions2012

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松井弘之,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      The 12th International Meeting on Information Display (IMID2012)
    • 発表場所
      大邱(韓国)
    • 年月日
      2012-08-28
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 電荷移動励起による電荷キャリアの直接生成2012

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松井弘之,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      第1回有機系太陽電池つくば地区研究会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所
    • 年月日
      2012-06-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Competition between charge-transfer exciton dissociation and direct photocarrier generation in molecular-scale heterojunctions2012

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,山田寿一,松井弘之,長谷川達生
    • 学会等名
      2012 MRS spring meeting
    • 発表場所
      サンフランシスコ
    • 年月日
      2012-04-09
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Origin of Efficient Photoelectric Conversion in Donor-Acceptor-Type Polymer Solar Cells

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松崎弘幸,金井直之,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      International Conference on Flexible and Printed Electronics (ICFPE) 2013
    • 発表場所
      新羅ホテル(韓国済州島)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 電荷変調吸収スペクトルによるDA型ポリマーのバンドコヒーレンス解析

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松岡悟志,井川光弘,長谷川達生
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学(京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 電荷変調吸収スペクトルによるバンドコヒーレンス解析1:DA型ポリマー半導体の材料依存性

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松岡悟志,井川光弘,長谷川達生
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 電荷変調吸収スペクトルによるバンドコヒーレンス解析2:PNTz4T の結晶性依存性

    • 著者名/発表者名
      松岡悟志,堤潤也,井川光弘,長谷川達生
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 電荷移動錯体DBTTF-TCNQ結晶のフェムト秒ポンププローブ分光

    • 著者名/発表者名
      松崎弘幸,堤潤也,長谷川達生
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Origin of High Efficiency in Donor-Acceptor-Type Polymer Solar Cells

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松崎弘幸,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      The 11th China-Japan Joint Symposium on Conduction and Photocarrier in Organic Solids and Related Phenomena
    • 発表場所
      Changchun Latour Morgan Hotel(中国長春)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Reconsideration of Photocarrier Generation Mechanism in Donor-Acceptor-Type Polymer Solar Cells

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松崎弘幸,金井直之,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      第23回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜情報文化センター (横浜)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 層状構造を有する新型ドナー・アクセプター型有機半導体の開発

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松岡悟志,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年春季大会
    • 発表場所
      東海大学(湘南)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] DA型ポリマー半導体の電荷変調分光:励起子間相互作用にもとづく分子秩序評価

    • 著者名/発表者名
      松岡悟志,堤潤也,井川光弘,山田寿一,熊井玲児,尾坂格,瀧宮和男,長谷川達生
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年春季大会
    • 発表場所
      東海大学(湘南)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 2次元層状構造を持つ分子化合物半導体C8BTBT-TCNQのデバイス特性

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松岡悟志,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学(相模原)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 電荷変調分光法によるDA型ポリマー半導体の分子秩序度評価

    • 著者名/発表者名
      松岡悟志,堤潤也,井川光弘,山田寿一,熊井玲児,尾坂格,瀧宮和男,長谷川達生
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学(相模原)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Reconsideration of Photocarrier Generation Mechanism in Donor-Acceptor-Type Polymer Solar Cells

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松崎弘幸,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      2014 EMN spring meeting
    • 発表場所
      Red Rock Hotel(アメリカラスベガス)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The role of CT excitation on Efficient photoelectric conversion in donor-acceptor-type polymer solar cells

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松崎弘幸,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      2014 MRS spring meeting
    • 発表場所
      Marriot Marquis(サンフランシスコ)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Competition between charge-transfer exciton dissociation and direct photocarrier generation in molecular-scale heterojunctions

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,山田寿一,松井弘之,長谷川達生
    • 学会等名
      2012 MRS spring meeting
    • 発表場所
      Marriott Marquis(サンフランシスコ)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 電荷移動励起による電荷キャリアの直接生成

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松井弘之,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      第1回有機系太陽電池つくば地区研究会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(つくば)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Photocarrier Generation in Molecular-Scale Donor-Acceptor Heterojunctions

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松井弘之,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      The 12th International Meeting on Information Display (IMID2012)
    • 発表場所
      EXCO(大邱、韓国)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DA型ポリマーにおける電荷移動励起子と光電変換

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,井川光弘,松井弘之,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学(横浜)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Correlation between Charge-Transfer Gap Energy and Carrier Generation Efficiency in Narrow-Gap Donor-Acceptor Systems

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,長谷川達生
    • 学会等名
      5th International Symposium on Innovative Solar Cells
    • 発表場所
      エポカルつくば(つくば)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] DA型ポリマーにおける電荷移動励起子と光電変換II

    • 著者名/発表者名
      堤潤也,松崎弘幸,金井直之,山田寿一,長谷川達生
    • 学会等名
      日本物理学会2013年春季大会
    • 発表場所
      広島大学(東広島)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機電荷移動錯体DBTTF-TCNQのフェムト秒過渡分光

    • 著者名/発表者名
      松﨑弘幸,堤潤也,長谷川達生
    • 学会等名
      日本物理学会2013年春季大会
    • 発表場所
      広島大学(東広島)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 第23回日本MRS年次大会奨励賞2014年1月17日

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [産業財産権] 電荷移動錯体およびその結晶、その結晶の製造方法、電界効果トランジスタ、並びに、光電変換素子2014

    • 発明者名
      堤 潤也, 松岡 悟志, 山田 寿一, 長谷川 達生, 貞光 雄一, 濱田 雅裕
    • 権利者名
      独立行政法人産業技術総合研究所、日本化薬株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-039627
    • 出願年月日
      2014-02-28
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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