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2010 年度 実績報告書

高度に結晶化した有機無機ナノ構造体の構築と太陽光発電用透明導電膜への展開

研究課題

研究課題/領域番号 21605007
研究機関京都大学

研究代表者

佐川 尚  京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (20225832)

研究分担者 吉川 暹  京都大学, エネルギー理工学研究所, 非常勤研究員 (60324703)
キーワード太陽電池 / 高効率太陽光発電材料・素子 / ナノ材料 / 超薄膜 / 有機分子デバイス / インジウム / 酸化亜鉛 / 酸化チタン
研究概要

本研究は、希少金属元素In(インジウム)を含んでいる透明導電膜SnドープIn203(ITO)の代替となり得る、ユビキタス元素Zn(亜鉛)、Ti(チタン)、あるいはC(炭素)を使用した結晶化度の高い一次元ナノ構造体からなる新しい透明導電膜の開発を行い、それを光電変換デバイスへ適用して太陽光発電の高性能化を実現することを目的とする。平成22年度は、水熱合成法の改変により、LiドープZnOナノロッドからなる新規無機透明導電膜の製作と、電界紡糸法による導電性ポリマーのポリ(3-ヘキシルチオフェン)からできたナノファイバーからなる有機透明導電ファイバーマットの製作を検討した。平成22年8月までに異種元素Liがドープされたナノロッドからなる新規無機透明導電膜を製作し、探索した各種モノマーから構成される結晶性有機透明導電膜をつくるとともに、透明導電膜の導電性、透過率を計測し、平成22年9月よりキャリア密度、キャリア移動度の評価を行い、太陽電池の組立てとソーラーシミュレーターによる光電変換特性評価を実施する予定であったが、面内キャリア移動度の評価方法として実施した比抵抗/ホール効果測定装置による計測に精度の問題が発生したので、空間電荷制限電流法による移動度の評価を別途検討した。さらに平成21年度末より、Photo-CELIV法による接合面間キャリア移動評価を開始しており、実デバイスとしての接合設計条件を最適化することで、新しい透明導電膜創製実現を検討した。また、結晶化度の高い有機薄膜として、ドナー性(p型)で立体規則性{regioregularity(rr-)}の高いポリ(3-ヘキシルチオフェン)(rr-P3HT)からできたナノファイバー状マット構築に成功したので、この結晶性有機材料の導電性、透過率、キャリア密度、キャリア移動度の評価および太陽電池の組立てを平成23年度に実施する。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (15件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 有機太陽電池の材料開発とデバイス設計2011

    • 著者名/発表者名
      佐川尚
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニヤリング

      巻: 56巻 ページ: 38-42

  • [雑誌論文] Charge Transporting Properties and Output Characteristics in Polythiophene : Fullerene Derivative Solar Cells2011

    • 著者名/発表者名
      Yueh-Tsung Tsai, Kensuke Goto, Osamu Yoshikawa, Shogo Mori, Takashi Sagawa, Susumu Yoshikawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 50巻 ページ: 01BC13/1-4

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.50.01BC13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Power Conversion Efficiency in Organic Photovoltaics by Slow Cooling in Annealing Treatment2010

    • 著者名/発表者名
      Surawut Chuangchote, Pipat Ruankham, Takashi Sagawa, Susumu Yoshikawa
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 3巻 ページ: 122302/1-3

    • DOI

      DOI:10.1143/APEX.3.122302

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Self Organization of Conjugated Polymer Fibers2010

    • 著者名/発表者名
      Surawut Chuangchote, Michiyasu Fujita, Takashi Sagawa, Hiroshi Sakaguchi, Susumu Yoshikawa
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 2巻 ページ: 2995-2997

    • DOI

      DOI:10.1021/am1008198

    • 査読あり
  • [学会発表] 有機/無機一次元ナノ材料の設計と光・電子物性評価2011

    • 著者名/発表者名
      佐川尚
    • 学会等名
      熊本大学・熊本県合同シンポジウム「有機エレクトロニクスの近未来」
    • 発表場所
      熊本大学工学部百周年記念館(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-07
  • [学会発表] 有機薄膜太陽電池の電極、ドナー/アクセプター材料の開発とデバイス設計およびキャリア輸送特性評価2011

    • 著者名/発表者名
      佐川尚
    • 学会等名
      財団法人科学技術交流財団「有機半導体の基礎科学と有機太陽電池への応用に関する研究会」
    • 発表場所
      分子科学研究所コンファレンスセンター(招待講演)
    • 年月日
      2011-01-28
  • [学会発表] Electrospun Polythiophene Nanofibers and Their Applications for Organic Solar Cells2010

    • 著者名/発表者名
      Surawut Chuangchote, Michiyasu Fujita, Takashi Sagawa, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      2010 Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, U.S.A.
    • 年月日
      20101128-20101204
  • [学会発表] Conductive Network of Nanostructured Metal Oxides and/or Polymers for Organic Photovoltaics2010

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sagawa, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      2010 Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, U.S.A.
    • 年月日
      20101128-20101204
  • [学会発表] Control of Self Organizing Properties of Polythiophene by Nanostructured Confinement2010

    • 著者名/発表者名
      Surawut Chuangchote, Michiyasu Fujita, Takashi Sagawa, Hiroshi Sakaguchi, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      2010 Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, U.S.A.
    • 年月日
      20101128-20101204
  • [学会発表] Fabrication of Electrospun Poly (3-hexylthiophene) Nanofibers2010

    • 著者名/発表者名
      Michiyasu Fujita, Surawut Chuangchote, Susumu Yoshikawa, Hiroshi Sakaguchi, Joachim H.G.Steinke, Takashi Sagawa
    • 学会等名
      Electrochem 2010 : Electrochemistry & Sustainability
    • 発表場所
      Telford, UK
    • 年月日
      20100914-20100915
  • [学会発表] Improvement in Electrical Property of ZnO Nanorod via Li Incorporation and Its Photovoltaic Application2010

    • 著者名/発表者名
      Pipat Ruankham, Takashi Sagawa, Joachim H.G.Steinke, Hiroshi Sakaguchi, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      Electrochem 2010 : Electrochemistry & Sustainability
    • 発表場所
      Telford, UK
    • 年月日
      20100914-20100915
  • [学会発表] Improvement of Power Conversion Efficency in Organic Photovoltaics by Slow Cooling in Annealing Treatment2010

    • 著者名/発表者名
      Surawut Chuangchote, Pipat Ruankham, Takashi Sagawa, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2010)
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center, Toyama
    • 年月日
      20100622-20100625
  • [学会発表] Effect of the Thickness of Hole Transporting Layer and Active Layer in Polythiophene : Fullerene Solar Cells2010

    • 著者名/発表者名
      Yueh-Tsung Tsai, Kensuke Goto, Osamu Yoshikawa, Shogo Mori, Tatsuya Fukushima, Hironori Kaji, Takashi Sagawa, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2010)
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center, Toyama
    • 年月日
      20100622-20100625
  • [学会発表] 有機物を利用した太陽電池のナノ構造と特性2010

    • 著者名/発表者名
      佐川尚
    • 学会等名
      日本学術振興会分子系の複合電子機能第181委員会研究開発専門委員会「ナノ物質量子相の科学」
    • 発表場所
      国際高等研究所(招待講演)
    • 年月日
      20100423-20100424
  • [学会発表] Poly (3-hexylthiophene) Nanofibers Fabricated by Electrospinning and Their Optical Properties2010

    • 著者名/発表者名
      Surawut Chuangchote, Michiyasu Fujita, Takashi Sagawa, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      2010 Materials Research Society Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, U.S.A.
    • 年月日
      20100405-20100409
  • [学会発表] Fabrication and Characterizations of Poly (3-hexylthiophene) Nanofibers2010

    • 著者名/発表者名
      Surawut Chuangchote, Michiyasu Fujita, Takashi Sagawa, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      2010 Materials Research Society Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, U.S.A.
    • 年月日
      20100405-20100409
  • [学会発表] 有機薄膜太陽電池の開発動向と展望2010

    • 著者名/発表者名
      佐川尚
    • 学会等名
      京都府中小企業技術センター平成22年度京都ものづくり若手技術リーダー育成塾
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス(招待講演)
    • 年月日
      2010-10-22
  • [学会発表] 一次元有機/無機ナノ材料を用いた光電変換デバイスの開発2010

    • 著者名/発表者名
      佐川尚
    • 学会等名
      日本学術振興会第142委員会C部会研究会
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-03
  • [学会発表] 有機薄膜太陽電池の作製技術と評価方法2010

    • 著者名/発表者名
      佐川尚
    • 学会等名
      応用物理学会・結晶工学分科会研究会「これからはじめる太陽電池-基礎から課題まで-」
    • 発表場所
      京都テルサ大会議室(招待講演)
    • 年月日
      2010-07-02
  • [備考]

    • URL

      http://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/view/

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公開日: 2013-06-26  

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