有機薄膜太陽電池界面における電荷移動型エキシトンの解離過程

• 研究課題/領域番号: 25K08813
• 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36020:エネルギー関連化学
• 研究機関: 日本女子大学
• 研究代表者: 村岡 梓 日本女子大学, 理学部, 教授 (70614014)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2027年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2026年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2025年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 有機薄膜太陽電池

研究開始時の研究の概要

有機薄膜太陽電池の光変換効率の向上には、ドナー・アクセプター積層構造界面における
光電変換メカニズムの解明に基づく高性能材料の探索が不可欠である。申請者は、第一原理
計算により、「エキシトンの生成と解離」や「解離により生成したキャリアの拡散過程」と
いった、ドナーで生成されたフレンケル型エキシトンが、界面で電荷移動型（ワニア型）エ
キシトンとなり、その大きさが変換効率や短絡電流密度と相関することを見出した。本研究計画では、電荷移動型エキシトンをバイポーラロンと捉え、Huang-Rhys因子、非断熱結合定数を第一原理的に評価し、電荷移動型エキシトンの解離と生成キャリアの動的過程について理論的研究を行う。