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2013 年度 実績報告書

14族無機元素とπ電子系の組み合わせによる新奇有機薄膜太陽電池材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23350097
研究機関広島大学

研究代表者

大下 浄治  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90201376)

研究分担者 大山 陽介  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60403581)
水雲 智信  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90436676)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード機能性有機材料 / 有機薄膜太陽電池 / 有機ケイ素化学 / 機能高分子 / 機能性色素
研究概要

有機太陽電池は、新しい光電変換素子として大いに注目されている。しかし、その材料開発はまだ十分とは言えず、新しいアイデアに基づく展開が求められている。本研究では、Si・Geなどの無機元素とπ電子系との軌道相互作用を特徴とする分子設計によって、新奇で高効率の有機太陽電池材料を開発するための概念を確立し、実際にこれを応用して新材料を創出することを目的とする。現在知られている有機太陽電池には、様々な種類があるが、特にバルクヘテロ接合(BHJ)型の薄膜太陽電池を研究対象として、電荷分離と電荷移動に携わるポリマーからオリゴマーレベルのホスト材料に焦点を当てる。H25年度は、具体的に以下の成果を挙げた。
1.炭素-ケイ素混合系あるいはケイ素のみでオリゴチオフェンやベンゾチアジアゾールなどのドナーおよびアクセプター性のユニットを効率的に架橋することで、異種π電子系間で効率の良い光エネルギー移動・電子移動が誘起できることを見出した。また、この構造を規則的に組み込んだポリマーを合成し、ポリマー化しても、エネルギー移動・電子移動の効率が変化しないことを見出し、新しい光捕集・電荷分離材料として有望であることが示された。この成果の一部は、Wiley社のHP(Chemistry-Views)で紹介された。
2.ジシラノビチオフェン、ジチエノゲルモールなどをドナーとする新しいドナー‐アクセプター型ポリマーを合成し、それらの物性を評価した。さらに、実際にBHJ型薄膜太陽電池を作成し、高性能の材料として機能することを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Preparation of D-A Polymer with Disilanobithiophene as New Donor Component and Application to High-voltage Bulk Heterojunction Polymer Solar Cell2014

    • 著者名/発表者名
      J. Ohshita
    • 雑誌名

      Polym. Chem.

      巻: 5 ページ: 346-349

    • DOI

      10.1039/c3py01157g

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and photo-incuced energy and electron transfer of new donor-silicon-acceptor polymers2014

    • 著者名/発表者名
      J. Ohshita
    • 雑誌名

      Asian J. Org. Chem.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1002/ajoc.201300288

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of poly (disilanylenetetracyanobutadienyleneoligothienylene)s as new donor-acceptor type organosilicon polymers2014

    • 著者名/発表者名
      J. Ohshita
    • 雑誌名

      J. Organomet. Chem.

      巻: 749 ページ: 255-260

    • DOI

      10.1016/j.jorganchem.2013.10.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of substituents and molecular weight on the optical, thermal, and photovoltaic properties of alternating dithieno-germole-dithienylbenzothiadiazole polymers2014

    • 著者名/発表者名
      F.-B. Zhang
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Properties of Dithienometallole-Pyridinochalcogenadiazole Alternate Polymers2013

    • 著者名/発表者名
      J. Ohshita
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 45 ページ: 979-984

    • DOI

      10.1038/pj.2013.13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and optical properties of organosilicon-oligothiophene branched polymers2013

    • 著者名/発表者名
      J. Ohshita
    • 雑誌名

      J. Organomet. Chem.

      巻: 736 ページ: 50-54

    • DOI

      10.1016/j.jorganchem.2013.03.007

    • 査読あり
  • [学会発表] ジシラン架橋ビチオフェンをドナーとする新規D-A型ポリマーの合成2014

    • 著者名/発表者名
      中島真実, 大下浄治, 田中大樹
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20140327-30
  • [学会発表] Donor-Si-Acceptor 型ポリマーの合成と分子内電荷移動及びエネルギー移動の評価2013

    • 著者名/発表者名
      金子文弥
    • 学会等名
      2013年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20131116-20131117
  • [学会発表] Donor-Si-Acceptor 型ポリマーの合成と分子内電荷移動及びエネルギー移動2013

    • 著者名/発表者名
      金子文弥
    • 学会等名
      第32回無機高分子研究討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20131107-20131108
  • [学会発表] Synthesis of D-A Conjugated Polymers Having the Disilane Bridged Bithiophene Structure2013

    • 著者名/発表者名
      中島真実, 大下浄治, 村上和也, 田中大樹, 田中一義, 笛野博之
    • 学会等名
      第60回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130912-14
  • [学会発表] 光捕集機能を有するケイ素架橋ポリマーの合成2013

    • 著者名/発表者名
      金子文弥, 大下浄治, 大山陽介, 田中大樹
    • 学会等名
      第37回有機電子移動化学討論会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      20130620-21
  • [学会発表] 光捕集機能を有するケイ素架橋ポリマーの合成2013

    • 著者名/発表者名
      金子文弥, 大下浄治, 大山陽介, 田中大樹
    • 学会等名
      第2回JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20130606-07
  • [学会発表] ジシラン架橋ビチオフェン骨格を有するD-A型ポリマー2013

    • 著者名/発表者名
      中島真実, 大下浄治, 村上和也, 田中大樹
    • 学会等名
      第2回JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20130606-07

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公開日: 2015-05-28  

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