| 研究課題/領域番号 |
13650335
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
臼井 博明 東京農工大学, 工学部, 助教授 (60176667)
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| 研究分担者 |
田中 邦明 東京農工大学, 工学部, 教務職員 (30251581)
佐藤 壽彌 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 教授 (90092486)
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| キーワード | 蒸着重合 / TPD / 多環芳香族 / ポリイミド / 有機半導体 / ホール輸送 |
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| 研究概要 |
有機太陽電池構築のための基本要素として、本年度は有機半導体蒸着重合膜の形成を行った。重合膜の形成には独自開発の技術としてイオン化蒸着法を用い、重合機構としてラジカル重合によるビニル高分子形成と、縮合重合によるポリイミド形成の二方式を試みた。
ビニル高分子形成では、ホール輸送機能部位としてテトラフェニルジアミノビフェニル(TPD)を持ち、重合性部位としてアクリレートを持つTPDアクリレートを蒸着材料に用いた。その結果、通常の真空蒸着では重合膜を得ることはできないが、イオン化蒸着法を用い、高真空中で蒸発させた材料に電子照射を行なった上で成膜することにより、重合活性種を形成して基板表面の反応で高分子薄膜が得られることを見出した。基板温度50℃における典型的な蒸着では、数平均分子量16000、重合収率71%の高分子薄膜が得られた。蒸着重合により膜の熱的安定性が向上した。また、アルミニウムキノリノール錯体と積層することによって、整流性を持つ有機ダイオードを形成することができた。
ポリイミド形成では、電荷輸送機能部位として多環芳香族に着目し、その酸無水物とジアミンの共蒸着による重合膜形成を試みた。その一つとして、ペリレンテトラカルボン酸二無水物(PTCDA)とジアミノドデカンの共蒸着によりポリアミド酸膜が得られ、これを85℃で1時間以上アニールすることによってポリイミド薄膜が得られた。同様にナフタレンテトラカルボン酸二無水物(NTCDA)とジアミノナフタレンを共蒸着した場合には、アニール処理無しで直接ポリイミド膜が得られた。いずれの材料でも蒸着重合によって熱的安定性の高い均質な膜が得られ、PTCDAあるいはNTCDA単独蒸着膜と比較して、導電率が3桁以上増大することが見出された。
以上の結果は、太陽電池構築のための有機半導体薄膜形成として有意義な結果と考えられる。
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