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2011 年度 研究成果報告書

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

  • PDF
研究課題/領域番号 21605007
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 元素戦略
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)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
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

光電変換特性に優れたスズドープ酸化インジウム(ITO)フリー高性能太陽電池を組み立てるための新しい透明導電膜の設計とさらなる最適化を検討した。異種元素Liがドープされた酸化亜鉛(ZnO)ナノロッドアレイからなる無機透明導電膜の作製と、ZnO表面への低分子有機色素の単分子膜固定化、および導電性ポリマーであるポリ(3-ヘキシルチオフェン) P3HTと組合せたハイブリッド型有機太陽電池の組み立てと評価を実施した。その結果、Liドープによる電流密度と開放電圧の増大による、変換効率の1. 5倍の向上を確認し、分子配向のそろった単分子色素の導入による開放電圧の倍増と、近赤外領域のモル吸光係数が大きな色素の導入による電流密度の4倍増を達成した。ZnOのみならず、ポルフィリン/フラーレンあるいはP3HTまたは酸化チタンからなる一次元ナノアッセンブリー構築も行い、分散状態と対比して、一次元ナノ構造をとることによる高効率キャリアパス形成を実現した。

  • 研究成果

    (51件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (35件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ナノ構造酸化物を用いた有機薄膜太陽電池の高効率化2012

    • 著者名/発表者名
      佐川尚
    • 雑誌名

      表面技術

      巻: 63巻 ページ: 86-89

  • [雑誌論文] Indium Tin OxideNanofibers and Their Applications forDye-Sensitized Solar Cells2011

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

      ECSTransactions

      巻: 41巻 ページ: 223-229

    • DOI

      DOI:10.1149/1.3629970

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface Modification of ZnO Nanorods with Small Organic Molecular Dyes for Polymer-norganic Hybrid Solar Cells2011

    • 著者名/発表者名
      Pipat Ruankham, Lea Macaraig, Takashi Sagawa, Hiroyuki Nakazumi, Susumu Yoshikawa
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 115巻 ページ: 23809-23816

    • DOI

      DOI:10.1021/jp204325y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Assembly Monolayer Molecules for the Improvement of the Anodic Interface in Bulk Heterojunction Solar Cells2011

    • 著者名/発表者名
      Lea Macaraig, Takashi Sagawa, Susumu Yoshikawa
    • 雑誌名

      Energy Procedia

      巻: 9巻 ページ: 283-291

    • DOI

      DOI:10.1016/j.egypro.2011.09.030

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Verticallyaligned ZnO nanorods doped with Li forpolymer solar cell : Defect relatedphotovoltaic properties2011

    • 著者名/発表者名
      Pipat Ruankham, Takashi Sagawa, Hiroshi Sakaguchi, Susumu Yoshikawa
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry

      巻: 21巻 ページ: 9710-9715

    • DOI

      DOI:10.1039/c0jm04452k

    • 査読あり
  • [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
  • [雑誌論文] Versatile Chiroptics of Peptide-Induced Assemblies of Metalloporphyrins2010

    • 著者名/発表者名
      Hirokuni Jintoku, Takashi Sagawa, Tsuyoshi Sawada, Makoto Takafuji, Hirotaka Ihara
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 8巻 ページ: 1344-1350

    • DOI

      DOI:10.1149/1.3211840

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Dye-Sensitized Solar Cell through TiCl4 Treated TiO2 Nanotube Arrays2010

    • 著者名/発表者名
      Patcharee Charoensirithavorn, Yuhei Ogomi, Takashi Sagawa, Shuzi Hayase, Susumu Yoshikawa
    • 雑誌名

      Journal ofthe Electrochemical Society

      巻: 157巻 ページ: B354-B356

    • DOI

      DOI:10.1149/1.3280229

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Heat-Treatment on Electron Transport Process in TiO2 Nanotube Arrays Prepared Through Liquid Phase Deposition for Dye-Sensitized Solar Cells2009

    • 著者名/発表者名
      Patcharee Charoensirithavorn, Yuhei Ogomi, Takashi Sagawa, Shuzi Hayase, Susumu Yoshikawa
    • 雑誌名

      Journal of theElectrochemical Society

      巻: 156巻 ページ: H803-H807

    • DOI

      DOI:10.1149/1.3211840

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hybrid Bulk Heterojunction Solar Cells with Anatase Titanium Dioxide Nanotubes Arrays from Liquid Phase Deposition Using ZnO Template2009

    • 著者名/発表者名
      Thitima Rattanavoravipa, Takashi Sagawa, Susumu Yoshikawa
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 16巻 ページ: 11-15

    • DOI

      DOI:10.1149/1.3115517

    • 査読あり
  • [学会発表] ポリ(3-ヘキシルチオフェン)/酸化亜鉛ハイブリッド太陽電池のキャリア移動特性2012

    • 著者名/発表者名
      ルンカムピパット, 佐川尚, 吉川暹
    • 学会等名
      2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      20120315-18
  • [学会発表] 有機太陽電池の材料設計と素子構造評価の基本的な考え方2012

    • 著者名/発表者名
      佐川尚
    • 学会等名
      第2回PHOENICS国際シンポジウム(招待講演)
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2012-03-05
  • [学会発表] 有機薄膜太陽電池の高効率化と長寿命化を目指した材料開発とデバイス設計2012

    • 著者名/発表者名
      佐川尚
    • 学会等名
      電気学会東海支部「有機電子デバイスの最適化を目指した学際的フォーラム」
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2012-02-22
  • [学会発表] Future Power of PlasticSolar Cells for Zero-CO2 Emission Society2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sagawa
    • 学会等名
      Eco Design
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20111130-1202
  • [学会発表] Small Organic Molecular Dyes Modification onto ZnO Nanorods Surfacefor Polymer-norganic Hybrid Solar Cells2011

    • 著者名/発表者名
      Pipat Ruankham, Lea Macaraig, Takashi Sagawa, Hiroyuki Nakazumi, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      2011 Materials Research Society(MRS) Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      20111128-1202
  • [学会発表] High Hole-Mobility Poly(3-hexylthiophene) Nanofibers Fabricated by Electrospinningfor Nanostructured Solar Cells2011

    • 著者名/発表者名
      Surawut Chuangchote, Takashi Sagawa, Hiroshi Sakaguchi, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      2011 Materials Research Society(MRS) Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      20111128-1202
  • [学会発表] Optimization of Bulk Heterojunction for Highly Efficient Spray Coated Polymer Solar Cells2011

    • 著者名/発表者名
      Jae-hyeong Lee, Takashi Sagawa, SusumuYoshikawa
    • 学会等名
      Taiwan Association for Coatings and Thin Films Technology(TACT 2011) International Thin Films Conference
    • 発表場所
      Kenting, Taiwan
    • 年月日
      20111120-23
  • [学会発表] Electrospun TiO2 Nanofibers Composed of Bundle of Aligned Nanofibrils : Fabrication, Structural and Photoelectronic Properties2011

    • 著者名/発表者名
      Surawut Chuangchote, Taro Sonobe, Takashi Sagawa, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      Taiwan Association for Coatings and Thin Films Technology(TACT 2011) International Thin Films Conference
    • 発表場所
      Kenting, Taiwan
    • 年月日
      20111120-23
  • [学会発表] Indium Tin OxideNanofibers and Their Applications forDye-Sensitized Solar Cells2011

    • 著者名/発表者名
      Surawut Chuangchote, Takashi Sagawa, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      220th ECSMeeting and Electrochemical Energy Summit
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      20111009-14
  • [学会発表] Self ssembly Monolayer Molecules for theImprovement of the Anodic Interface inBulk Heterojunction Solar Cells2011

    • 著者名/発表者名
      Lea Macaraig, Takashi Sagawa, Hiroshi Sakaguchi, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      9th Eco-Energy and Materials Science and Engineering Symposium(EMSES 2011)
    • 発表場所
      Chiang Rai, Thailand
    • 年月日
      20110525-28
  • [学会発表] Dye-odification of Zinc Oxide Nanorodsfor Hybrid Solar Cells Based on Poly(3-hexylthiophene)2011

    • 著者名/発表者名
      Pipat Ruankham, Takashi Sagawa, Hiroshi Sakaguchi, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      9th Eco-Energyand Materials Science and Engineering Symposium(EMSES 2011)
    • 発表場所
      Chiang Rai, Thailand
    • 年月日
      20110525-28
  • [学会発表] Efficiency Enhancement by an Additional Solvent Deposition in Spray Coated Polythiopen/Fullerene Bulk HeterojunctionSolar Cells2011

    • 著者名/発表者名
      Jae-hyeong Lee, Takashi Sagawa, Hiroshi Sakaguchi, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      9th Eco-Energy and Materials Science and Engineering Symposium(EMSES 2011)
    • 発表場所
      Chiang Rai, Thailand
    • 年月日
      20110525-28
  • [学会発表] 種々のポリチオフェン/フラーレン薄膜の作成とセル特性評価2011

    • 著者名/発表者名
      李在衡, 佐川尚, 坂口浩司, 吉川暹
    • 学会等名
      第60回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      20110525-27
  • [学会発表] Control of Nanomorphologyand Charge Transportation of Polymer Solar Cell by Thermal Annealing and Liquid Additive2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sagawa, Naoki Fujisawa, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      2011 Materials Research Society Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      20110425-29
  • [学会発表] Efficiency Enhancement by An Additional Solvent Deposition in Spray Coated OSCs2011

    • 著者名/発表者名
      Jae-hyeong Lee, Takashi Sagawa, Hiroshi Sakaguchi, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      2011 Materials Research Society Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      20110425-29
  • [学会発表] Electrospun TiO2 Nanofibers for Organic-inorganic Hybrid Photovoltaic Cells2011

    • 著者名/発表者名
      Surawut Chuangchote, Takashi Sagawa, Susumu Yoshikawa
    • 学会等名
      2011 Materials Research Society Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      20110425-29
  • [学会発表] 有機薄膜太陽電池の材料、デバイスの開発と高効率化技術2011

    • 著者名/発表者名
      佐川尚
    • 学会等名
      情報機構セミナー(招待講演)
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2011-10-21
  • [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「有機エレクトロニクスの近未来」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
    • 発表場所
      熊本大学工学部
    • 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」(招待講演)
    • 発表場所
      分子科学研究所
    • 年月日
      2011-01-28
  • [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, USA
    • 年月日
      20101128-1204
  • [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, USA
    • 年月日
      20101128-1204
  • [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, USA
    • 年月日
      20101128-1204
  • [学会発表] Improvement in ElectricalProperty of ZnO Nanorod via LiIncorporation 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
      20100914-15
  • [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.
    • 学会等名
      Electrochem 2010 : Electrochemistry & Sustainability
    • 発表場所
      Telford, UK
    • 年月日
      20100914-15
  • [学会発表] Effect of the Thicknessof Hole Transporting Layer and ActiveLayer 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-NANO2010)
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center, Toyama
    • 年月日
      20100622-25
  • [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
      20100622-25
  • [学会発表] 有機物を利用した太陽電池のナノ構造と特性「ナノ物質量子相の科学」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
    • 発表場所
      国際高等研究所
    • 年月日
      20100423-24
  • [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, USA
    • 年月日
      20100405-09
  • [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(招待講演)
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス
    • 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「これからはじめる太陽電池-基礎から課題まで-」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
    • 発表場所
      京都テルサ大会議室
    • 年月日
      2010-07-02
  • [学会発表] 高分子太陽電池のバルクへテロ接合の設計と光電流特性2010

    • 著者名/発表者名
      佐川尚, 吉川暹
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学本部キャンパス
    • 年月日
      2010-03-26
  • [学会発表] 付加物を添加して成膜したポリマー/フラーレンバルクへテロ接合太陽電池の電荷輸送特性評価2010

    • 著者名/発表者名
      藤澤直樹, 吉川整, 佐川尚, 吉川暹
    • 学会等名
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2010-03-18
  • [学会発表] 太陽電池の現状と有機太陽電池の可能性2009

    • 著者名/発表者名
      佐川尚
    • 学会等名
      材料学会関西支部第4回若手シンポジウム環境を創造する材料科学
    • 発表場所
      アーブしが
    • 年月日
      2009-12-04
  • [学会発表] 有機太陽電池の開発動向:材料開発とデバイス設計および評価方法の検討2009

    • 著者名/発表者名
      佐川尚
    • 学会等名
      平成21年度応用物理学会関西シンポジウム「材料・デバイスが拓く創エネルギー技術の新展開」応用物理学会関西支部
    • 発表場所
      株式会社島津製作所関西支社マルチホール
    • 年月日
      2009-11-16
  • [学会発表] Self-Organization of Organic Molecules on the Nanostructured Semiconducting Electrode for Organic Solar Cells2009

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sagawa
    • 学会等名
      4th East Asia Symposium on Functional Dyes and Advanced Materials(EAS4)
    • 発表場所
      International House Osaka
    • 年月日
      2009-06-05
  • [図書] 有機デバイスおよび材料の耐久性向上および長寿命化に向けた最新技術資料集2011

    • 著者名/発表者名
      佐川尚
    • 総ページ数
      11
  • [図書] Supramolecules, Self-assemblies, and Organic Films, Self-Assemblies II2009

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sagawa
    • 総ページ数
      11
  • [備考] ホームページ

    • URL

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

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公開日: 2013-07-31  

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