• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実施状況報告書

新規電流検出ESR法の開発と有機太陽電池における電荷再結合の複眼的オペランド観察

研究課題

研究課題/領域番号 17K14477
研究機関静岡理工科大学

研究代表者

脇川 祐介  静岡理工科大学, 先端機器分析センター, 講師 (90708512)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード有機薄膜太陽電池 / インピーダンス分光 / 電子スピン共鳴 / 電流検出磁気共鳴
研究実績の概要

次世代太陽電池である有機太陽電池の高効率化にとって、電荷キャリアの損失過程を非破壊かつデバイス動作下で評価(オペランド観察)する手法の開発が切望されている。特に、光生成した電荷キャリアの主な損失過程である再結合の速度の評価法は未だ確立されていない。本研究では、既存の電気伝導測定の一種であるインピーダンス分光法と電気的検出電子スピン共鳴法(EDMR)を融合させることで、電荷キャリア再結合を評価する新しい定量法を開発・提案する。また、伝導電子の有するスピンの観点から電荷キャリア再結合・輸送の反応素過程を解明し、その制御法の創出を目指すことを目的とする。そこで、本年度は、デバイス動作条件下で電荷キャリア再結合速度のオペランド観察を実現するために開発した誘電緩和の電子スピン共鳴を測定するEDMR装置を用いて、P型半導体高分子 Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)(P3HT)の単膜有機ダイオードにおける電荷再結合の研究を行った。EDMR信号の電圧依存性とP3HT配向構造依存性から、ITO/P3HT界面に蓄積された正孔が電荷再結合中心となっていることを明らかにした。また、誘電緩和の電子スピン共鳴信号の印可電圧周波数依存性から、当初の研究計画通り電荷再結合速度の測定に成功した。

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

前年度開発した装置を用いて、当初の計画通り有機デバイスにおける電荷再結合の評価に成功した。次年度は予定通り多層膜から成る有機デバイスの評価を行えるため、上記のように判断した。

今後の研究の推進方策

今後、単膜有機ダイオードにおける電荷再結合の温度依存性や多層膜から成る有機デバイスの評価を実施する。また、本研究による誘電緩和の電子スピン共鳴信号の印可電圧周波数依存性と従来のAM変調型EDMR信号の周波数依存性を比較し、本研究で開発した装置の優位性を検討する。

次年度使用額が生じた理由

3年目に実施する有機薄膜太陽電池デバイスの評価において、デバイス作成時に必要なUVオゾン洗浄改質装置の価格が想定以上に高く、繰越金を購入費に充てる。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Magnetoconductance Study on Nongeminate Recombination in Solar Cell Using Poly(3-hexylthiophene) and [6,6]-Phenyl-C61-butyric Acid Methyl Ester2018

    • 著者名/発表者名
      Shoji Ryota、Omori Takuya、Wakikawa Yusuke、Miura Tomoaki、Ikoma Tadaaki
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 ページ: 9369~9377

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b01746

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Dynamic Spin Effect on Triplet Fusion of 9,10-Diphenylanthracene2018

    • 著者名/発表者名
      Chika Itagoshi, Syunya Miyazaki, Tomoaki Miura, Sota Kasuya, Yusuke Wakikawa, Tadaaki Ikoma
    • 学会等名
      APES-IES2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetoconductance Study on Nongeminate Recombination in Solar Cell us-ing Poly(3-hexylthiophene) and [6,6]-Phenyl C61-butyric Acid Methyl Ester2018

    • 著者名/発表者名
      Ryota Shoji, Takuya Omori, Yusuke Wakikawa, Tomoaki Miura, Tadaaki Ikoma
    • 学会等名
      APES-IES2018
    • 国際学会
  • [学会発表] ジフェニルアントラセン三重項融合の溶媒粘度効果2018

    • 著者名/発表者名
      宮﨑 駿弥、三浦 智明、粕谷 奏太、脇川 祐介、生駒 忠昭
    • 学会等名
      光化学討論会
  • [学会発表] P3HT単膜ダイオード における 電荷再結合の光電流検出磁気共鳴 研究2018

    • 著者名/発表者名
      脇川祐介、生駒忠昭
    • 学会等名
      SEST2018

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi