SiまたはGe－架橋によるπ共役ポリマーの電子状態制御と有機太陽電池への応用

• 研究課題/領域番号: 26288094
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 有機・ハイブリッド材料
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 大下 浄治 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90201376)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2014年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
• キーワード: 有機半導体材料 / 有機太陽電池

研究成果の概要

本研究では、ジシラノビチオフェン、ジチエノゲルモールなどのSiまたはGeで架橋したビアリールユニットを主鎖骨格に含むπ共役ポリマーおよびオリゴマーを精密に構造制御して合成し、それらの物性・電子状態を解明した。その結果、これらの架橋π共役系が架橋していないビアリールよりも発達した共役系であることを見出した。さらに、これらポリマー・オリゴマーの光電変換材料としての機能を明らかとした。このような成果は、Si・Geで架橋されたπ電子系の分子設計に応用できるもので、今後の展開につながると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Dithienogermole-containing D-π-A-π-A Photosensitizers for Dye-sensitized Solar Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Adachi, Y. Ooyama, N. Shibayama, J. Ohshita
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 46 号: 3 ページ: 310-312
  • DOI: 10.1246/cl.161034
  • NAID: 130005436569
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Disilanobithiophene-dithienylbenzothiadiazole alternating polymer as 2 donor material of bulk heterojunction polymer solar cells (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Nakashima, N. Murata, Y. Suenaga, H. Naito, T. Sasaki, K. Kunugi, J. Ohshita
  • 雑誌名: Synthetic Metals 巻: 215 ページ: 116-120
  • DOI: 10.1016/j.synthmet.2016.02.012
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of a conjugated D-A polymer with bi(disilanobithiophene) as a new donor component (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Nakashima, Y. Ooyama, T. Sugiyama, H. Naito, J. Ohshita
  • 雑誌名: Molecules 巻: 21 号: 6 ページ: 789-789
  • DOI: 10.3390/molecules21060789
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of organic photosensitizers containing dithienogermole and thiadiazolo[3,4-c]pyridine units for dye-sensitized solar cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Adachi, Y. Ooyama, N. Shibayama, J. Ohshita
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 45 号: 35 ページ: 13817-13826
  • DOI: 10.1039/c6dt02469f
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Group 14 metalloles condensed with heteroaromatic systems (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Ohshita
  • 雑誌名: Org. Photonics Photovolt. 巻: 4 号: 1 ページ: 52-59
  • DOI: 10.1515/oph-2016-0006
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis, Properties, and Polymerization of Spiro [(dipyridinogermole)(dithienogermole)] (2016)
  • 著者名/発表者名: Murakami, K. Ooyama, Y. Higashimura, H. Ohshita, J.
  • 雑誌名: Organometallics 巻: 35 号: 1 ページ: 20-26
  • DOI: 10.1021/acs.organomet.5b00817
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Disilanobithiophene-dithienylbenzothiadiazole Alternating Polymer as Donor Material of Bulk Heterojunction Polymer Solar Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, M. Murata, N. Suenaga, Y. Naito, H. Sasaki, T. Kunugi, Y. Ohshita, J.
  • 雑誌名: Synthetic Metals 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of new D-A polymers containing disilanobithiophene donor and application to bulk heterojunction polymer solar cells (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Nakashima, T. Otsura, H. Naito, and J. Ohshita
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: 47 号: 11 ページ: 733-738
  • DOI: 10.1038/pj.2015.61
  • NAID: 40020633228
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of Conjugated D-A Polymers Bearing Bi(dithienogermole) as a New Donor Component and Their Applications to Polymer Solar Cells and Transistors (2015)
  • 著者名/発表者名: J. OHSHITA, M. MIYAZAKI, M. NAKASHIMA, D. TANAKA, Y. OOYAMA, T. SASAKI, Y. KUNUGI, Y. MORIHARA
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 5 号: 17 ページ: 12686-12691
  • DOI: 10.1039/c4ra16749j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of D-A Polymers with Disilanobithiophene Donor and Pyridine or Pyrazine Acceptor and Their Applications to Dye-Sensitized Solar Cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohshita, J.; Adachi, Y.; Tanaka D.; Nakashima, M.; Ooyama, Y.
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 5 号: 46 ページ: 36637-36679
  • DOI: 10.1039/c5ra01055a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] ジチエノゲルモールを含むD-π-A-π-A型有機色素のDSSC特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安達洋平、大山陽介、 大下浄治
  • 学会等名: 第20回ケイ素化学協会シンポジウム
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2016-10-07
• [学会発表] Synthesis of D-π-A-π-A type organic photosensitizers containing dithienogermole unit for dye-sensitized solar cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Yohei Adachi, Yousuke Ooyama, Joji Ohshita
  • 学会等名: 2016ICFPE
  • 発表場所: Yamagata
  • 年月日: 2016-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] 14族元素架橋ビピリジルを核とした新規π共役材料の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村上和也，大下浄治，大山陽介
  • 学会等名: 2015年日本化学会中国四国支部大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-11-14
• [学会発表] J. Synthesis of new dithienogermoles (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, M. Ooyama, Y. Ohshita, J.
  • 学会等名: IKCOC-13
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2015-11-09
  • 国際学会
• [学会発表] ジシラノビチオフェンをドナーとする新規D-A型ポリマーの合成及び物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島真実，大面隆範，内藤裕義，大下浄治
  • 学会等名: 第34回無機高分子研究討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-11-05
• [学会発表] Synthesis of Si-and Ge-Bridged Bithiophene and Bipyridyl (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohshita, J. Murakami, K. Nakashima, M.
  • 学会等名: The 5th Asian Silicon Symposium
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ジシラン架橋ビチオフェン構造をドナーに有するD-A型ポリマーの合成及び応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中島真実，大下浄治，田中大樹
  • 学会等名: 第6回薄膜太陽電池セミナー
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-16
• [学会発表] ジシラン架橋部位を有する新規ポリマーの合成と色素増感太陽電池への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 10.安達洋平，大下浄治，大山陽介，播磨 裕
  • 学会等名: 第6回薄膜太陽電池セミナー
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-16
• [学会発表] ジシラン架橋ビチオフェン骨格を有するポリマーの合成と色素増感太陽電池への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安達洋平，大下浄治，大山陽介，播磨 裕
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] ynthesis and Properties of D-A Type Polymers Containing Disilane-Bridged Bithiophene as The Donor Unit (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, M.; Ohshita, J.; Fueno, H.; Tanaka, K.
  • 学会等名: The 17th International Symposium on Silicon Chemistry
  • 発表場所: ベルリン（ドイツ）
  • 年月日: 2014-08-03 – 2014-08-08
• [図書] Ge and Sn in Conjugated Organic Materials in "Main Group Strategies towards Functional Organic Materials" (ed. F. Jaekle, T. Baumgarter) (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Adachi, J. Ohshita
  • 総ページ数: 30
  • 出版者: John Wiley & Sons Ltd.
• [備考] 広島大学大学院工学研究科応用化学専攻有機材料化学研究室
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/orgmtrls/Ohshita_Group/Ohshita_Group-Home.html
• [備考] 有機材料化学研究室
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/orgmtrls/Ohshita_Group/Ohshita_Group-Home.html
• [備考] 広島大学有機材料化学研究室
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/orgmtrls/Ohshita_Group/Ohshita_Group-Home.html