ポリ(ヘキシルチオフェン-b-スチレン誘導体)の合成と有機薄膜太陽電池への応用

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20850014
• 研究種目: 若手研究(スタートアップ)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 東原 知哉 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (50504528)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• キーワード: ブロック共重合体 / 導電性高分子 / 精密合成 / 有機薄膜太陽電池 / 光学電子材料

研究概要

シリコンに代わる有機物からなる次世代低コスト太陽電池の創製を目的とした。太陽電池の心臓部である光電変換層にナノレベルの規則正しい構造を与えることで、高効率化を図るアプローチを採用した。具体的には、精密重合法を用い、p型有機半導体であるポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)及びポリスチレン誘導体からなる共重合体の合成に初めて成功した。得られたポリマーは、フィルム状態で10-15nmの幅の周期構造を持つナノファイバー状の形態を示すことが明らかとなった。また、n型有機半導体であるPCBMとの複合膜を用いた太陽電池デバイスを作製・評価したところ、高い光電変換効率2.8%を達成した。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis of Block Copolymers Consisting of Poly(3-hexylthiophene) and Polystyrene Segments through Ionic Interaction and Their Self-assembly Behavior. (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Higashihara, A. Takahashi, S. Tajima, S. Jin, Y. Rho, M. Ree, M. Ueda
  • 雑誌名: Polym. J. 42 ページ: 43-50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Living Anionic Polymerization of 4-Vinyltriphenylamine for Synthesis of Novel Block Copolymers Containing Low-polydisperse Poly (4-vinyltriphenylamine) and Regioregular Poly(3-hexylthiophene) (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Higashihara, M. Ueda
  • 雑誌名: Segments., Macromolecules 42 ページ: 8794-8800
  • 査読あり
• [雑誌論文] All-Conjugated Diblock Copolymer of Poly(3-hexylthiophene)-block-poly(3-phenoxymethylthiophene) For Field-Effect Transistor and Photovoltaic Applications. (2009)
  • 著者名/発表者名: C.C. Chueha, T. Higashihara, J.H. Tsaia, M. Ueda, W.C. Chen
  • 雑誌名: Org. Elect. 10 ページ: 1541-1548
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of A Novel Coil-rod-coil Triblock Copolymers Comprised of Regioregular Poly(3-hexylthiophene) and Poly(methyl methacrylate) Segments (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Higashihara, M. Ueda
  • 雑誌名: React. Funct. Polym. 69 ページ: 457-462
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facile Synthesis of ABA Triblock Copolymer Containing Regioregular Poly(3-hexylthiophene) and Polystyrene Segments via Linking Reaction of Poly(styryl)lithium. (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Higashihara, K. Ohshimizu, A. Hirao, M. Ueda
  • 雑誌名: Macromolecules 41 ページ: 9505-9507
  • 査読あり
• [学会発表] Synthesis of Well-Defined Block Copolymers with Poly(3-hexylthiophene) and Poly(4-vinyltriphenylamine) Segments (2010)
  • 著者名/発表者名: 東原知哉
  • 学会等名: 2010 TIT-KAIST Young Scientist Symposium
  • 発表場所: 韓国・KAIST
  • 年月日: 2010-03-05
• [学会発表] ポリ(3-ヘキシルチオフェン)及びポリ(4-ビニルトリフェニルアミン)鎖を有する新規ブロック共重合体の合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 東原知哉、上田充
  • 学会等名: 第58回高分子討論会
  • 発表場所: 熊本・熊本大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Synthesis of Novel Coil-Rod-Coil Triblock Copolymers Containing Regioregular Poly(3-hexylthiophene) Segments (2009)
  • 著者名/発表者名: 東原知哉
  • 学会等名: 19th IUPAC International Symposium on Ionic Polymerization 2009
  • 発表場所: ポーランド・クラクフ
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Synthesis of Block Copolymers Containing Regioregular Poly(3-hexylthiophene) Segments and Its Application to Photovoltaic Cells (2009)
  • 著者名/発表者名: 東原知哉
  • 学会等名: Synthesis of Block Copolymers Containing Regioregular Poly(3-hexylthiophene) Segments and Its Application to Photovoltaic Cells
  • 発表場所: 米国・マサチューセッツ州立大学ローウェル校
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] Synthesis of A Novel Coil-Rod-Coil ABA Triblock Copolymer Comprised of Regioregular Poly(3-hexylthiophene) and Poly(methyl methacrylate) Segments (2009)
  • 著者名/発表者名: 東原知哉
  • 学会等名: National Meeting (ACS化学会)
  • 発表場所: 米国・ユタ州・ソルトレイクシティー
  • 年月日: 2009-03-23
• [学会発表] Synthesis of Coil-Rod-Coil Triblock Copolymer Comprised of Polystyrene and Regioregular Poly(3-hexylthiophene) Segments (2008)
  • 著者名/発表者名: 東原知哉
  • 学会等名: Polycondensation
  • 発表場所: 東京・東京工業大学
  • 年月日: 2008-09-09