| 研究課題/領域番号 |
19H02789
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| 研究機関 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
辨天 宏明 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (60422995)
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| 研究分担者 |
小川 絋樹 京都大学, 化学研究所, 准教授 (00535180)
中村 雅一 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80332568)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 高分子薄膜太陽電池 / 共役高分子 / 電流計測原子間力顕微鏡 |
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| 研究実績の概要 |
近年盛んに開発が進む共役高分子は、半導体としての電子特性と高分子本来の優れた成形加工性をあわせ持つため、次世代エレクトロニクスの基幹材料として様々な薄膜デバイスへの応用が検討されている。なかでも、電子ドナー（正孔輸送）性、電子アクセプタ（電子輸送）性を有する共役高分子のブレンド膜を発電層に用いる高分子薄膜太陽電池は、印刷技術を使って、低コスト・低環境負荷で、高速大量生産が可能な新しい太陽電池として期待されており、エネルギー変換効率の向上が強く望まれている。
本研究では、電子ドナー性、電子アクセプタ性共役高分子の二成分ブレンド膜を用いる従来型素子のエネルギー変換効率を向上する手段として、共役高分子の三成分ブレンド膜を用いた三元系高分子薄膜太陽電池を設計し、その発電原理の解明を行う。
本年度は、前年度に立ち上げた光照射型電流計測原子間力顕微鏡(PC-AFM)の計測系を用いて共役高分子のブレンド膜を流れる光電流をナノメートルスケールで計測・可視化した。まず、PC-AFM測定で得られる局所光電流マッピングの結果がマクロスケールでの光電流特性を反映することを確定した。次に、PC-AFM測定とX線散乱測定、蛍光消光測定の結果を合わせながら実験・解析を行い、溶媒など製膜条件の違いが素子性能向上を引き起こす機構についてナノスケールでの光電流生成の観点から議論を進めた。その結果、性能向上を担う諸因子についての知見を得ることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研究計画では、光電流生成と光起電力、曲線因子のナノスケール特性解析を予定していたが、試料ごとに異なる最適測定条件の決定に当初予定よりも時間が必要となり、光起電力と曲線因子の特性解析を十分に進めることができなかったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
光起電力と曲線因子のナノスケール特性評価を定量的におこなえる最適測定条件を決定し、各種機能マッピングを進め構造-機能相関の解明へとつなげる。
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