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有機薄膜太陽電池の構造と機能-特殊形状を有する高分子とその階層構造解析-

研究課題

研究課題/領域番号 25248053
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 デバイス関連化学
研究機関京都大学

研究代表者

梶 弘典  京都大学, 化学研究所, 教授 (30263148)

研究分担者 佐藤 敏文  北海道大学, 大学院工学研究院, 教授 (80291235)
福島 達也  京都大学, 化学研究所, 助教 (70705392)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
47,710千円 (直接経費: 36,700千円、間接経費: 11,010千円)
2015年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2014年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2013年度: 31,330千円 (直接経費: 24,100千円、間接経費: 7,230千円)
キーワード有機太陽電池 / 有機デバイス / 固体NMR / 特殊形状高分子 / 階層構造解析 / 有機薄膜太陽電池
研究成果の概要

本研究では、特殊形状(環状、星形)を有する短波長吸収高分子の合成に成功した。特に環状系において、従来よりも高い光電変換効率(PCE)を有する有機太陽電池の作製に成功した。また、新規短波長吸収系高分子に関し、非ハロゲン溶媒でも高いPCEを得ることに成功するとともに、固体NMR解析により膜内構造とPCEの相関も解明できた。これらの短波長吸収系はタンデム型太陽電池のPCE向上に大きく貢献するものである。さらに、スロットダイコーターで素子作製を行い、スピンコート法と同等以上のPCEを得ることに成功した。素子劣化解析、多階層電荷輸送計算、有機ELに関する研究も推進できた点、当初の予定以上の進展があった。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 3件、 招待講演 15件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Highly efficient solution-processed host-free organic light-emitting diodes showing an external quantum efficiency of nearly 18% with a thermally activated delayed fluorescence emitter2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Wada, Katsuyuki Shizu, Shosei Kubo, Tatsuya Fukushima, Takuya Miwa, Hiroyuki Tanaka, Chihaya Adachi and Hironori Kaji
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 9 号: 3 ページ: 0321021-3

    • DOI

      10.7567/apex.9.032102

    • NAID

      210000137814

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Donor-Acceptor Poly(3-hexylthiophene)-block-Pendent Poly(isoindigo) with Dual Roles of Charge Transporting and Storage Layer for High-Performance Transistor-Type Memory Applications2016

    • 著者名/発表者名
      Jau-Tzeng Wang, Shoichi Takashima, Hung-Chin Wu, Yu-Cheng Chiu, Yougen Chen, Takuya Isono, Toyoji Kakuchi, Toshifumi Satoh and Wen-Chang Chen
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 26 号: 16 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1002/adfm.201504957

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiscale simulation of charge transport in a host material, N,N0-dicarbazole-3,5-benzene (mCP), for organic light-emitting diodes2015

    • 著者名/発表者名
      Furitsu Suzuki, Katsuyuki Shizu, Hisafumi Kawaguchi, Shinya Furukawa, Tohru Sato, Kazuyoshi Tanaka, Hironori Kaji
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 3 号: 21 ページ: 5549-5555

    • DOI

      10.1039/c5tc00543d

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Purely organic electroluminescent material realizing 100% conversion from electricity to light2015

    • 著者名/発表者名
      Hironori Kaji, Hajime Suzuki, Tatsuya Fukushima, Katsuyuki Shizu, Katsuaki Suzuki, Shosei Kubo, Takeshi Komino, Hajime Oiwa, Furitsu Suzuki, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata, and Chihaya Adachi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 6 号: 1 ページ: 84761-8

    • DOI

      10.1038/ncomms9476

    • NAID

      120005663313

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Highly Efficient Electroluminescence from a Solution-Processable Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitter2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Wada, Katsuyuki Shizu, Shosei Kubo, Katsuaki Suzuki, Hiroyuki Tanaka, Chihaya Adachi and Hironori Kaji
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 107 号: 18 ページ: 1833031-4

    • DOI

      10.1063/1.4935237

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Triarylboron-based Fluorescent Organic Light-emitting Diodes with External Quantum Efficiencies Exceeding 20%2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Suzuki, Shosei Kubo, Katsuyuki Shizu, Tatsuya Fukushima, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata, Chihaya Adachi, Hironori Kaji
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 54 号: 50 ページ: 15231-15235

    • DOI

      10.1002/anie.201508270

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rod-Coil Type Miktoarm Star Copolymers Consisting of Polyfluorene and Polylactide: Precise Synthesis and Structure-Morphology Relationship2015

    • 著者名/発表者名
      Kengo Saito, Takuya Isono, Han-Sheng Sun, Toyoji Kakuchi, Wen-Chang Chen and Toshifumi Satoh
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 6 号: 39 ページ: 6959-6972

    • DOI

      10.1039/c5py01031d

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 炭素・水素・窒素のみからなる新規緑色発光材料を用いた外部量子効率40%を超える有機ELデバイス2016

    • 著者名/発表者名
      福島達也・志津功將・鈴木克明・久保勝誠・鈴木不律・小簑 剛・安達千波矢・梶弘典
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 三配位ホウ素骨格に基づいた熱活性化遅延蛍光材料の開発2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木克明・久保勝誠・志津功將・福島 達也・若宮淳志・村田靖次郎・安達千波矢・梶弘典
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Refractive Index Control of Glass Substrate for Enhanced Light Out-coupling of Organic Light-Emitting Diodes2016

    • 著者名/発表者名
      Shosei Kubo, Katsuaki Suzuki, Tatsuya Fukushima, Hironori Kaji
    • 学会等名
      Institute for Chemical Research International Symposium 2016
    • 発表場所
      京都大学 化学研究所(京都)
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Triarylboron-based Fluorescent Organic Light-emitting Diodes with External Quantum Efficiencies Exceeding 20%2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Suzuki, Shosei Kubo, Katsuyuki Shizu, Tatsuya Fukushima, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata, Chihaya Adachi, Hironori Kaji
    • 学会等名
      Institute for Chemical Research International Symposium 2016
    • 発表場所
      京都大学 化学研究所(京都)
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Organic light-emitting diodes and organic solar cells: NMR analysis toward higher performance2015

    • 著者名/発表者名
      Hironori Kaji, Tatsuya Fukushima, Katsuaki Suzuki, Katsuyuki Shizu
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Hawai(米国)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Organic light-emitting diodes exploiting thermally activated delayed fluorescence: Development of a new emitter material and the analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Hironori Kaji, Hajime Suzuki, Tatsuya Fukushima, Katsuyuki Shizu, Katsuaki Suzuki, Shosei Kubo, Takeshi Komino, Hajime Oiwa, Furitsu Suzuki, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata, Chihaya Adachi
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Hawai(米国)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of light out-coupling efficiency for organic light-emitting diodes2015

    • 著者名/発表者名
      Shosei Kubo, Katsuaki Suzuki, Tatsuya Fukushima, Hironori Kaji
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Hawai(米国)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 逆項間交差を利用した新規高効率緑色,青色,および塗布型有機EL材料の設計と素子化2015

    • 著者名/発表者名
      梶弘典・志津功將・福島達也・鈴木克明・和田啓幹・久保勝誠・鈴木不律・小簑剛・安達千波矢
    • 学会等名
      有機EL討論会 第21回例会
    • 発表場所
      九州大学(福岡)
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] NMR CASTEPによる有機デバイス材料の構造解析・精密化2015

    • 著者名/発表者名
      梶 弘典
    • 学会等名
      MS FGM Materials Studio フォーカスグループミーティング
    • 発表場所
      東京コンファレンスセンター・品川(東京)
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機デバイス:有機ELにおける電荷輸送シミュレーションを中心に2015

    • 著者名/発表者名
      梶 弘典
    • 学会等名
      九州大学大学院 博士課程教育リーディングプログラム 第81回 分子システム デバイスセミナー
    • 発表場所
      九州大学(福岡)
    • 年月日
      2015-10-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機ELおよび有機太陽電池の創製と解析:計算、合成、固体NMR解析2015

    • 著者名/発表者名
      梶 弘典
    • 学会等名
      高分子同友会
    • 発表場所
      薬業年金会館(大阪)
    • 年月日
      2015-10-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大環状ポリ(3-ヘキシルチオフェン)の合成と特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      蓬田昌伸・高島象一・磯野拓也・田島健次・梶弘典・佐藤敏文
    • 学会等名
      第5回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船橋(千葉)
    • 年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 触媒移動型縮合重合を介したポリ (3-ヘキシルチオフェン) の定量的末端官能基化2015

    • 著者名/発表者名
      高島象一・中村亮介・蓬田昌伸・磯野拓也・田島健次・梶弘典・佐藤敏文
    • 学会等名
      第5回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船橋(千葉)
    • 年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] スリットコート法を用いた有機薄膜太陽電池の塗布プロセス検討と特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      福島達也・黒田梨紗子・梶弘典
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学(宮城)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 有機ELにおける電荷輸送解析:多階層シミュレーションによる取り組み2015

    • 著者名/発表者名
      梶 弘典・鈴木 不律・志津 功將・ 川口久文・古川晋也 ・佐藤徹・田中一義
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学(宮城)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリフルオレンを一成分とするミクトアームスターポリマーの精密合成とミクロ相分離2015

    • 著者名/発表者名
      磯野拓也、Wen-Chang Chen、佐藤敏文
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学 川内キャンパス (宮城)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of highly pure ethynyl end-functionalized poly(3-hexylthiophene) via Kumada catalyst transfer polycondensation2015

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Takashima, Ryosuke Nakanura, Masanobu Yomogida, Takuya Isono, Kenji Tajima, Hironori Kaji, and Toshifumi Satoh
    • 学会等名
      Japan Taiwan Bilateral Polymer Symposium
    • 発表場所
      Hokkaido University (Hokkaido)
    • 年月日
      2015-09-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリ (3-ヘキシルチオフェン) (P3HT) の定量的末端エチニル化2015

    • 著者名/発表者名
      高島 象一、中村 亮介、蓬田 昌伸、磯野 拓也、田島 健次、梶 弘典、佐藤 敏文
    • 学会等名
      2015年度 北海道高分子若手研究会
    • 発表場所
      定山渓グランドホテル瑞苑(北海道)
    • 年月日
      2015-08-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Organic light-emitting diodes: multiscale charge transport simulation and fabrication of new thermally activated delayed fluorescence (TADF) materials2015

    • 著者名/発表者名
      Hironori Kaji, Katsuyuki Shizu, Furitsu Suzuki, Tatsuya Fukushima, Katsuaki Suzuki, Chihaya Adachi
    • 学会等名
      SPIE
    • 発表場所
      San Diego(米国)
    • 年月日
      2015-08-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 有機デバイスの本質的理解を目指して:計算および解析の観点から2015

    • 著者名/発表者名
      梶 弘典、志津功將、鈴木不律
    • 学会等名
      日本化薬講演会
    • 発表場所
      日本化薬株式会社(東京)
    • 年月日
      2015-07-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機EL・有機太陽電池 特性向上と基礎的知見の構築を目指して2015

    • 著者名/発表者名
      梶弘典
    • 学会等名
      Ambitious 物質科学セミナー
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2015-01-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ロジウム触媒を用いた末端エチニル化ポリ(3-ヘキシルチオフェン)のグラフト重合2015

    • 著者名/発表者名
      高島象一・中村亮介・磯野拓也・田島健次・佐藤敏文
    • 学会等名
      2014年度高分子学会北海道支部研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館(北海道)
    • 年月日
      2015-01-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 分子内薗頭反応による大環状ポリ(3-ヘキシルチオフェン)の合成2015

    • 著者名/発表者名
      蓬田昌伸・中村亮介・磯野拓也・田島健次・梶弘典・佐藤敏文
    • 学会等名
      2014年度高分子学会北海道支部研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館(北海道)
    • 年月日
      2015-01-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Precise synthesis of cyclic- and star-shaped poly(3-hexylthiophene)s2014

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Nakamura, Daichi Suemasa, Takuya Isono, Kenji Tajima, Hironori Kaji, and Toshifumi Satoh
    • 学会等名
      The 1st Innovation Forum of Engineering Education (SPACC)
    • 発表場所
      Kogakuin University (Tokyo)
    • 年月日
      2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] NMR of Organic Semiconductors2014

    • 著者名/発表者名
      Hironori Kaji
    • 学会等名
      ICRIS-NMR '14: Technological Frontiers in Solid-State NMR -A French-Japanese Workshop-
    • 発表場所
      Institute for Chemical Research (Kyoto)
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 触媒移動型連鎖重縮合による末端エチニル化ポリチオフェンの精密合成2014

    • 著者名/発表者名
      蓬田昌伸・末政大地・中村亮介・磯野拓也・田島健次・梶弘典・佐藤敏文
    • 学会等名
      2014年度北海道高分子若手研究会
    • 発表場所
      定山渓ビューホテル(北海道)
    • 年月日
      2014-08-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Solid-State NMR Studies on Aggregated Structures in Organic Devices2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Fukushima, Hironori Kaji
    • 学会等名
      TADF International Workshop
    • 発表場所
      アクロス福岡 (福岡)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 大環状ポリ(3-ヘキシルチオフェン)の精密合成2014

    • 著者名/発表者名
      末政大地・齋藤憲吾・中村亮介・田島健次・梶弘典・佐藤敏文
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部 2014年 冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館 (北海道)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and characteristics of cyclic- and star-shaped poly(3-hexylthiophene)2014

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Satoh, Daichi Suemasa, Ryosuke Nakamura, Hirotaka Ishibashi, Tatsuya Fukushima, Hironori Kaji
    • 学会等名
      Institute for Chemical Research International Symposium 2014
    • 発表場所
      京都大学化学研究所 (京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Solid-state NMR and GIPAW Approach for Organic LEDs and Organic Solar Cells2013

    • 著者名/発表者名
      Hironori KAJI, Tatsuya FUKUSHIMA, Masashi Fukuchi, and Furitsu Suzuki
    • 学会等名
      2013 Spring National ACS meeting
    • 発表場所
      New Orleans (米国)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機EL、有機太陽電池の創製と解析2013

    • 著者名/発表者名
      梶 弘典
    • 学会等名
      電子情報通信学会 OME・SDM(シリコン材料・デバイス/有機エレクトロニクス)研究会
    • 発表場所
      屋久島環境文化村センター (鹿児島)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NMRおよびGIPAW計算を用いた有機EL、有機太陽電池の解析2013

    • 著者名/発表者名
      梶 弘典
    • 学会等名
      第52回NMR討論会 チュートリアルコース
    • 発表場所
      石川県立音楽堂 (金沢)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Solid-State NMR Analysis of Organic LEDs and Organic Solar Cells2013

    • 著者名/発表者名
      Hironori KAJI
    • 学会等名
      Swiss-Kyoto Symposium 2013
    • 発表場所
      ZURICH (Switzerland)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Solid-State NMR Analysis of Organic LEDs and Organic Solar Cells2013

    • 著者名/発表者名
      Hironori KAJI
    • 学会等名
      ESPCI-KiPS 2013 Meeting
    • 発表場所
      ESPCI, Paris (France)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Solid-state NMR Analysis of Donor/Acceptor Structures in Organic Solar Cells2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Fukushima, Subaru Fujimura, Hironori Kaji
    • 学会等名
      The 11th China-Japan Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
    • 発表場所
      Changchun (China)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機太陽電池におけるポリチオフェン/フラーレン混合膜の固体 NMR 解析2013

    • 著者名/発表者名
      福島達也・藤村昴・梶弘典
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学 (金沢)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 末端エチニル化ポリ(3-ヘキシルチオフェン)の精密合成2013

    • 著者名/発表者名
      齋藤憲吾・末政大地・中村亮介・田島健次・佐藤敏文
    • 学会等名
      2013年度北海道高分子若手研究会
    • 発表場所
      札幌市アイヌ文化交流センター (北海道)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 半導体材料、有機太陽電池、環状共役高分子化合物およびその製造方法2014

    • 発明者名
      梶弘典、石橋寛隆、福島達也、佐藤敏文
    • 権利者名
      梶弘典、石橋寛隆、福島達也、佐藤敏文
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-109558
    • 出願年月日
      2014-05-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 組成物およびそれを用いた有機半導体素子2014

    • 発明者名
      梶弘典、石橋寛隆、福島達也、吉村研、上谷保則
    • 権利者名
      住友化学株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-254823
    • 出願年月日
      2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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