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2010 年度 実績報告書

高分子フタロシアニンを用いた袋小路のないホール輸送路を持つ有機薄膜太陽電池の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21560018
研究機関島根大学

研究代表者

広光 一郎  島根大学, 総合理工学部, 教授 (40199138)

研究分担者 半田 真  島根大学, 総合理工学部, 教授 (70208700)
キーワード太陽電池 / 分子性固体 / 有機半導体 / 薄膜 / 高分子 / フタロシアニン
研究概要

昨年度はITO基板上に真空蒸着した低分子フタロシアニン(H_2Pc)薄膜について,その電流容易軸を基板面に対して立たせることに成功した。立たせるための秘訣は2つあることがわかった。一つはITO/H_2Pc間にペンタセンの薄い膜を挿むこと,もう一つはITO基板表面をあらかじめしっかり磨いて,表面の平均粗さを1nm以下にしておく,ということである。今年度は高分子フタロシアニンAlPcFについて同様の配向を得ることを目指して研究を行った。まず最初に,昨年と同様ITO/AlPcF間へのペンタセン層挿入効果を調べた。しかし,ITO表面粗さが0.6nmになるまで磨いても,AlPcFの電流容易軸を基板面に対して立たせることはできなかった。次に,挿入層としてペンタセン/H_2Pc二層膜を用いた。H_2Pcの電流容易軸はペンタセン膜上で立つことがわかっているので,H_2Pcの配向につられてAlPcFの電流容易軸も立つのではないか,と考えたのである。しかし,この方法でも目指す配向は得られなかった。そこで今度は,ペンタセン/H_2Pc挿入層の上に,さらにH_2PcとAlPcFの共蒸着層を挿入した。共蒸着すればAlPcFはH_2Pcの影響を強く受け,目指す配向を得ることができる,と予想したのである。しかし,この試みもうまくいかなかった。以上の結果から,AlPcFはH_2Pcとは配向の性質がまったく異なる,ということがわかった。この違いは,AlPcF高分子軸の末端にF原子が存在していることによる,と考えられる。すなわち,F原子が障害となって基板との相互作用が妨げられ,電流容易軸が立ちにくい,と推測される。来年度は,まず,もう一つの高分子フタロシアニンGaPcFについて電流容易軸を立てる試みを行った後,AlPcFやGaPcFを用いた太陽電池を作製し,その特性を調べる研究に移行する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Highly ordered molecular orientation in a phthalocyanine film deposited on a well-polished indium-tin oxide substrate2010

    • 著者名/発表者名
      石原裕朗, 他
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 49 ページ: 081602(1-5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of power conversion efficiency on phthalocyanine/C_<60> heterojunction solar cells by inserting a lithium phthalocyanine layer at the indium-tin oxide/phthalocyanine interface2010

    • 著者名/発表者名
      田中仙君, 他
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 97 ページ: 253306(1-3)

    • 査読あり
  • [学会発表] Control of molecular orientation of a phthalocyanine film deposited on an indium-tin oxide substrate2011

    • 著者名/発表者名
      広光一郎, 他
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • 発表場所
      仙台(大震災で会議は中止されたが,発表は成立している。)
    • 年月日
      2011-03-15
  • [学会発表] Effect of white light illumination on the electronic structure of Zn-phthalocyanine/C_<60> interface studied by photoelectron spectroscopy2011

    • 著者名/発表者名
      田中仙君, 他
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • 発表場所
      仙台(大震災で会議は中止されたが,発表は成立している。)
    • 年月日
      2011-03-15
  • [学会発表] 金属ドーピングした光電変換層をもつ有機薄膜太陽電池のデバイス特性2011

    • 著者名/発表者名
      田中仙君, 他
    • 学会等名
      第58回応用物理学関連連合講演会
    • 発表場所
      厚木市(大震災で学会は中止されたが,発表は成立している。)
    • 年月日
      2011-03-09
  • [学会発表] Photocurrent characteristic of Ag/Zn-phthalocyanine/Ag cell : Effect of the deposition order of metal and phthalocyanine on the photovoltaic property2010

    • 著者名/発表者名
      田中仙君, 他
    • 学会等名
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2010-07-08
  • [学会発表] Organic thin film solar cells with a transparent electrode Ga-doped ZnO2010

    • 著者名/発表者名
      広光一郎, 他
    • 学会等名
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2010-07-07
  • [図書] 「酸化亜鉛透明導電膜を用いた有機薄膜大陽電池の特性」in「透明導電膜・フィルムの高透明・低抵抗化と耐久性向上」2010

    • 著者名/発表者名
      広光一郎
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      技術情報協会

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公開日: 2012-07-19  

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