電子供与体/受容体ナノ相分離構造のデザインによる高効率有機薄膜太陽電池の創製

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21350108
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 東京工業大学 (2011); 独立行政法人理化学研究所 (2009-2010)
• 研究代表者: 福島 孝典 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (70281970)
• 研究分担者: 岡本 敏宏 大阪大学, 産業科学研究所, 特任准教授 (80469931) ; 安藤 伸治 理化学研究所, エネルギー変換研究チーム, 基幹研究所研究員 (10525348)
• 連携研究者: 藤川 茂紀 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (60333332)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ナノ構造 / 自己組織化 / 超分子化学 / 電子供与体 / 電子受容体 / 太陽電池

研究概要

高効率有機薄膜太陽電池へ向けた材料設計では、電子およびホール輸送性を示す分子をそれぞれナノサイズの集団として区画化し、広い接触面積をもって接合させる手法の開拓が鍵となる。本研究では、一つの理想系として、構造明確なナノスケールの異種分子集合体を一次元で精密接合した物質を世界で初めて実現した。さらに本研究過程において、複数の液晶発現基を側鎖に導入した高分子が大面積集積化する現象を偶然見出し、その発見に基づき、新たな光エネルギー変換材料を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Redox-responsive molecular helices with highly condensedπ-clouds (2011)
  • 著者名/発表者名: Eisuke Ohta, Hiroyasu Sato, Shinji Ando, Atsuko Kosaka, Takanori Fukushima, Daisuke Hashizume, Mikio Yamasaki, Kimiko Hasegawa, Azusa Muraoka, Hiroshi Ushiyama, Koichi Yamashita, Takuzo Aida
  • 雑誌名: Nature Chemistry 巻: 3 ページ: 68-73
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supramolecular Linear Heterojunction Composed of Graphite-Like Semiconducting Nanotubular Segments (2011)
  • 著者名/発表者名: Wei Zhang, Wusong Jin, Takanori Fukushima, Akinori Saeki, Shu Seki, Takuzo Aida
  • 雑誌名: Science 巻: 334 ページ: 340-343
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-Area Three-Dimensional Molecular Ordering of a Polymer Brush by One-Step Processing (2010)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiko Hosono, Takashi Kajitani, Takanori Fukushima, Kazuki Ito, Sono Sasaki, Masaki Takata, Takuzo Aida
  • 雑誌名: Science 巻: 330 ページ: 808-811
  • 査読あり
• [学会発表] Photoresponsive Materials by Large-Area Hierarchical Molecular Ordering of a Functional Polymer Brush (2011)
  • 著者名/発表者名: 福島孝典
  • 学会等名: The 12th Chitose International Forum on Photonics Science & Technology(CIF' 12)
  • 発表場所: 千歳科学技術大学
  • 年月日: 20111013-14
• [学会発表] 分子プログラミングによる静・動の機能を示すπ電子系分子集積体の構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福島孝典
  • 学会等名: 第43回構造有機若手の会夏の学校
  • 発表場所: 大久野島(広島)
  • 年月日: 20110803-05
• [学会発表] 有機分子・高分子の動的特性を利用したエネルギー変換 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福島孝典
  • 学会等名: 第51回高分子学会湘北地区懇話会
  • 発表場所: NTT厚木研究開発センター
  • 年月日: 2011-06-10
• [学会発表] π電子系分子・高分子の集積化による静と動の機能開拓 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福島孝典
  • 学会等名: 新学術領域「配位プログラミング」第1回若手フォーラム
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2011-05-20
• [学会発表] 光・電子機能性を有する有機・高分子材料:静と動の応答機能開拓へ向けて (2010)
  • 著者名/発表者名: 福島孝典
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20100915-17
• [図書] 超分子サイエンス & テクノロジー-基礎からイノベーションまで-(分担執筆) (2009)
  • 著者名/発表者名: 山本洋平、福島孝典
  • 総ページ数: 315-322
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [備考]
  • URL: http://www.asi.riken.jp/jp/laboratories/departments/gmd/green-soft/green-ecrt/index.html
• [備考]
  • URL: http://fuku.res.titech.ac.jp/fukushima-cv.html