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重水素同位体効果を用いる有機薄膜太陽電池の変換効率向上

研究課題

研究課題/領域番号 25620021
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 有機化学
研究機関東北大学

研究代表者

山本 嘉則  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 名誉教授 (60029519)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード重水素同位体効果 / 光電変換効率 / 官能基化フラーレン / 触媒的フラーレンの官能基化 / 電子アクセプタ材料
研究成果の概要

本研究は,有機合成技術と有機薄膜太陽電池の原理に基づき,重水素化された様々な新規官能基化フラーレンの設計と合成を行い,高性能かつ安定なBHJ太陽電池の新規アクセプタ材料を開発するとともに,新規フラーレンの官能基化を開発することを目的とした。新たに合成した重水素化モノ置換フラーレンを有機薄膜太陽電池のアクセプタとして光電変換効率を評価したところ,そのプロトン化類似体および標準アクセプタ材料のP61CBMより高い変換効率が得られることを明らかにした。また,コバルト触媒を用いたフラーレンの選択的モノ環化付加反応,銅触媒やニッケル触媒を用いた選択的1,4-二置換フラーレンの合成法の開発に成功した。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 2件) 図書 (3件) 備考 (2件) 産業財産権 (4件) (うち外国 3件)

  • [雑誌論文] Ni-Catalyzed direct 1,4-difunctionalization of [60]fullerene with benzyl bromides2015

    • 著者名/発表者名
      Si, W.; Zhang, X.; Asao, N.; Yamamoto, Y.; Jin, T.
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 号: 29 ページ: 6392-6394

    • DOI

      10.1039/c5cc01534k

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cu-Catalyzed C-H Amination of Hydrofullerenes Leading to 1,4-Difunctionalized Fullerenes2014

    • 著者名/発表者名
      Si, W.; Lu, S.; Bao, M.; Asao, N.; Yamamoto, Y.; Jin, T.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 16 号: 2 ページ: 620-623

    • DOI

      10.1021/ol403573r

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NBS-promoted oxidation of fullerene monoradicals leading to regioselective 1,4-difunctional fullerenes2014

    • 著者名/発表者名
      Si, W.; Lu, S.; Asao, N.; Bao, M.; Yamamoto, Y.; Jin, T.
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 50 号: 99 ページ: 15730-15732

    • DOI

      10.1039/c4cc07780f

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deuterium Isotope Effect on BHJ Solar Cells. Enhancement of Organic Photovoltaic Performances using Monobenzyl Substituted Deuteriofullerene Acceptors2013

    • 著者名/発表者名
      Shirong Lu, Tienan Jin, Takeshi Yasuda, Weili Si, Kazuaki Oniwa, Khalid A. Alamry, Samia A. Kosa, Abdullah Mohamed Asiri, Liyuan Han, Yoshinori Yamamoto
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 15 号: 22 ページ: 5674-5677

    • DOI

      10.1021/ol4026606

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Co-Catalyzed Radical Cycloaddition of [60]Fullerene with Active Dibromides: Selective Synthesis of Carbocycle-Fused Fullerene Monoadducts2013

    • 著者名/発表者名
      Shirong Lu, Weili Si, Ming Bao, Yoshinori Yamamoto, Tienan Jin
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 15 号: 15 ページ: 4030-4033

    • DOI

      10.1021/ol401876n

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional 2-benzyl-1,2-dihydro[60]fullerenes as acceptors for organic photovoltaics : facile synthesis and high photovoltaic performances2013

    • 著者名/発表者名
      Shirong Lu, Tienan Jin, Takeshi Yasuda, Ashraful Islam, Md. Akhtaruzzaman, Liyuan Han, Khalid A. Alamry, Samia A. Kosa, Abdullah Mohamed Asiri, Yoshinori Yamamoto
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 69 号: 4 ページ: 1302-1306

    • DOI

      10.1016/j.tet.2012.11.099

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] π-Conjugated Polycycles and Heterocycles through C-H and X-H Activation across Alkynes2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Yamamoto
    • 学会等名
      the 16th Florida Heterocyclic and Synthetic Conference
    • 発表場所
      アメリカ
    • 年月日
      2015-03-01 – 2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Pyrene End-Capped Oligothiophenes for Organic Light-Emitting Field Effect Transistors2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Oniwa, Yuki Abe, Hiromasa Kikuchi, Hidekazu Shimotani, Katsumi Tanigaki, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto, Tienan Jin
    • 学会等名
      The AIMR International Symposium 2015 (AMIS 2015)
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-02-17 – 2015-02-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Pd-Catalyzed Synthesis of 9,9’-Bifluorenylidene Derivatives via Dual C-H Activation of Bis-biaryl Alkynes2014

    • 著者名/発表者名
      Tienan Jin, Jian Zhao, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto
    • 学会等名
      第61回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Cu-Catalyzed C-H Amination of Hydrofullerenes Leading to 1,4-Difunctionalized Fullerenes2014

    • 著者名/発表者名
      Tienan Jin, Weili Si, Shirong Lu, Naoki, Asao, Yoshinori Yamamoto
    • 学会等名
      XXVI International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2014)
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Pd-Catalyzed Synthesis of 9,9’-Bifluorenylidene Derivatives via Dual C-H Activation of Bis-biaryl Alkynes2014

    • 著者名/発表者名
      Jian Zhao, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto, Tienan Jin
    • 学会等名
      XXVI International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2014)
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Remarkable Deuterium Isotope Effect of Deuterofullerene Acceptors on Organic Photovoltaic Performances2014

    • 著者名/発表者名
      Tienan Jin, Shirong Lu, Takeshi Yasuda, Weili Si1, Kazuaki Oniwa, Liyuan Han, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto
    • 学会等名
      The AIMR International Symposium 2014
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Cu-Catalyzed C-H Amination of Hydrofullerenes Leading to 1,4-Difunctionalized Fullerenes2013

    • 著者名/発表者名
      Weili Si, Shirong Lu, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto, Tienan Jin
    • 学会等名
      10th International Symposium on Carbanion Chemistry (ISCC-10)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Cu-Catalyzed C-H Amination of Hydrofullerenes Leading to 1,4-Difunctionalized Fullerenes2013

    • 著者名/発表者名
      Tienan Jin, Weili Si, Shirong Lu, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto
    • 学会等名
      The Eighth International Symposium on Integrated Synthesis (ISIS-8)
    • 発表場所
      Nara, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 遷移金属触媒を用いた官能基化フラーレンの選択的合成2013

    • 著者名/発表者名
      金鉄男
    • 学会等名
      第12回化学系薬学若手研究者セミナー
    • 発表場所
      東北大学薬学研究科,仙台
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] New Organic Functional Materials for Solar Cells2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Yamamoto, Tienan Jin, Asao Naoki
    • 学会等名
      246th American Chemical Society national Meeting & Exposition
    • 発表場所
      Indianapolis, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] The Chemistry of Organogold Compounds2014

    • 著者名/発表者名
      B. S. Takale, M. Bao, Y. Yamamoto
    • 出版者
      John Wiley & Sons, Ltd.
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Gold Catalysis, A Homogeneous Approach2014

    • 著者名/発表者名
      N. Asao, N. Hatakeyama, Y. Yamamoto
    • 出版者
      World Scientific, Imperial College Press
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] フラーレン誘導体・内包技術の最前線2014

    • 著者名/発表者名
      金 鉄男,山本 嘉則
    • 出版者
      ㈱シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/yamamoto/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 山本研究室

    • URL

      http://www.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/~yamamoto/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] フラーレンの環化反応2014

    • 発明者名
      金鉄男,山本嘉則,司偉麗,五十嵐威史
    • 権利者名
      金鉄男,山本嘉則,司偉麗,五十嵐威史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-182133
    • 出願年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] Fullerene derivative and method for manufacturing a fullerene derivative2014

    • 発明者名
      金鉄男,山本嘉則,司偉麗,五十嵐威史
    • 権利者名
      金鉄男,山本嘉則,司偉麗,五十嵐威史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-06-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] Fullerene derivatives, method of manufacturing Fullerene derivatives and solar cell2013

    • 発明者名
      金鉄男,山本嘉則,司偉麗,五十嵐威史
    • 権利者名
      金鉄男,山本嘉則,司偉麗,五十嵐威史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-09-25
    • 取得年月日
      2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] フラーレン誘導体、フラーレン誘導体の製造方法及び太陽電池2013

    • 発明者名
      金鉄男,山本嘉則,司偉麗,五十嵐威史
    • 権利者名
      金鉄男,山本嘉則,司偉麗,五十嵐威史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-09-25
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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