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2016 年度 実績報告書

有機薄膜太陽電池におけるキャリア輸送過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H03883
研究機関大阪府立大学

研究代表者

小林 隆史  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10342784)

研究分担者 内藤 裕義  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90172254)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード有機薄膜太陽電池
研究実績の概要

本研究の目的は、各種変調分光を駆使し、有機薄膜太陽電池の動作機構、特にマイクロ秒からミリ秒の範囲におけるキャリア輸送過程を明らかにすることである。二年目は、一年目で構築および改良した実験手法を駆使し、半導体層の膜厚を変えることでキャリアの輸送過程にどのような変化が生まれるか、さらにそれが順構造と逆構造の太陽電池でどのような差があるかを調べた。さらに経時変化についても調査した。興味深い点としては、半導体層の膜厚が厚くなると取り出し効率が低下することが一般に予想されるが、ある特定の条件で作製したデバイスでは、極端に膜厚が高いにも関わらず非常に良好な特性を示し、かつ通常の有機薄膜太陽電池では見られないような高いホール移動度が実現しているという点である。三年目はこの現象の理解を深めるとともに、この現象を利用した高性能デバイスの実現についても検討したい。二年目はこういった評価に加え、強度変調光電流測定と強度変調光電圧測定のための実験系を構築した。この目的は、本研究で中心的な役割を果たす光誘導吸収測定やインピーダンス測定よりも、もっと標準的な評価手法を手に入れることと、それらを改良してアドバンスドな評価手法を新規開発するためである。標準的な評価手法としては実験手法に加え、解析方法についてもほぼ構築することができたので、三年目は多くのデバイスに適用して経験を積むとともに、アドバンスドな評価手法の開発に務める。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

一年目に測定系の改良やデバイスの高性能化が順調に進んだため、二年目は最終年の内容を先取りして取り組むことができている。したがって、「おおむね順調に進展している」と判断した。

今後の研究の推進方策

研究計画を変更しなければならないような事案は特段発生しておらず、当初計画通りに進める予定である。ただし、研究成果が思ったようにパブリケーションできていないため、最終年度は特にその点に力を入れる。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Contributions of a higher triplet excited state to the emission properties of a thermally activated delayed-fluorescence emitter2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi, A. Niwa, K. Takaki, S. Haseyama, T. Nagase, K. Goushi, C. Adachi, H. Naito
    • 雑誌名

      Physical Review Applied

      巻: 7 ページ: 034002

    • DOI

      10.1103/PhysRevApplied.7.034002

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Control of the Singlet and Triplet Energy Gap in a Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitter by Using a Polar Host Matrix2017

    • 著者名/発表者名
      Shota Haseyama, Akitsugu Niwa, Takashi Kobayashi, Takashi Nagase, Kenichi Goushi, Chihaya Adachi, Hiroyoshi Naito
    • 雑誌名

      Nanoscale Research Letters

      巻: 12 ページ: 268

    • DOI

      10.1186/s11671-017-2012-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Relation between active-layer thickness and power conversion efficiency in P3HT:PCBM inverted organic photovoltaics2017

    • 著者名/発表者名
      S. Nakami, T. Narioka, T. Kobayashi, T. Nagase, H. Naito
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence in a thermally activated delayed fluorescence emitter for organic light-emitting diodes2016

    • 著者名/発表者名
      A. Niwa, K. Takaki, T. Kobayashi, T. Nagase, K. Goushi, C. Adachi, and H. Naito
    • 雑誌名

      Journal of the Imaging Society of Japan

      巻: 55 ページ: 143

    • 査読あり
  • [学会発表] 強度変調光電流分光法及び光誘導吸収法による有機薄膜太陽電池の解析2017

    • 著者名/発表者名
      野島大希, 小林隆史, 永瀬 隆, 内藤裕義
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2017-03-16
  • [学会発表] A relationship between active layer thickness and carrier lifetime in P3HT:PCBM inverted organic photovoltaics2016

    • 著者名/発表者名
      S. Nakami, T. Kobayashi, T. Nagase, and H. Naito
    • 学会等名
      12th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      2016-12-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoluminescence Properties of Polymorphic Modifications of Low-Molecular-Weight Poly(3-hexylthiophene)2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi, K. Kinoshita, A. Niwa, T. Nagase, H. Naito
    • 学会等名
      12th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      2016-12-15
    • 国際学会
  • [学会発表] 逆構造有機薄膜太陽電池の最適膜厚と寿命の関係2016

    • 著者名/発表者名
      中美総司, 小林隆史, 永瀬 隆, 内藤裕義
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2016-09-13

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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