導電性高分子ナノファイバの３次元的制御形成による有機太陽電池の光電流増強

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656216
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 山下 兼一 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (00346115)
• 研究分担者: 小滝 雅也 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (00282244)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 有機薄膜太陽電池 / 高分子ナノファイバ

研究概要

バルクヘテロ接合型の有機薄膜太陽電池ではナノドメイン構造がランダムに形成されるので，キャリアが効率よく捕獲されないかもしれないという懸念がある。本研究では，ファイバ化した導電性高分子をドナーに用い，それをアクセプタ材料でパッキングした有機薄膜を作製した。
P3HTをエレクトロスピニング法で紡糸を行うことにより，直径が数百nmで高密度なナノファイバを作製できた。また，アクセプタ材料であるPCBMの塗布条件を詳細に検討してP3HTナノファイバをパッキングし，理想的な有機ナノへテロ構造を実現した。この有機ナノへテロ構造の電気的特性の評価を行ったところ，0.12 mA/cm2短絡電流が確認できた。

研究成果

• [雑誌論文] Carrier transport and charge transfer properties in Coumarin-doped bulk-heterojunction materials (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, K. Yamashita, T. Maeda, and H. Yanagi
  • 雑誌名: Physica Status Solidi © 巻: Vol. 9 ページ: 2399-2402
  • DOI: 10.1002/pssc.201200171
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of Coumarin dye doping on photovoltaic properties of bulk heterojunction device (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yamashita, T. Watanabe, T. Maeda, and H. Yanagi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics, Rapid Communication 巻: Vol. 51 ページ: 080207
  • DOI: 10.1143/JJAP.51.080207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of carrier collection capability in organic heterostructure with conductive polymer nanofiber (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yamashita, T. Maeda, Y. Kusakabe, and M. Kotaki
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics, Rapid Communication 巻: Vol. 50 ページ: 080204
  • DOI: 10.1143/JJAP.50.080204
  • 査読あり
• [学会発表] Photovoltaic properties of bilayer organic heterostructure fabricated by inkjet printing technique (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Inoue, T. Watanabe, and K. Yamashita
  • 学会等名: European Conference on Molecular Electronics 2013
  • 発表場所: London, UK
  • 年月日: 2013-09-06
• [学会発表] Bulk-Heterojunction Photovoltaic Cells Doped with P3HT-Wrapped Single-Walled Carbon Nanotubes (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Noda, J. T. Damasco Ty, K. Nobusawa, A. Ikeda, H. Yanagi, and K. Yamashita
  • 学会等名: 7th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2013-03-19
• [学会発表] Carrier transport and charge transfer properties in coumarin-doped bulk-heterojunction materials (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, T. Maeda, K. Yamashita, and H. Yanagi
  • 学会等名: 5th International Conference on Optical, Optoelectronics, and Photonic Materials and Applications
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2012-06-04
• [学会発表] Photovoltaic effect in organic film comprised of conductive polymer nanofiber and fullerene derivative (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yamashita, T. Maeda, Y. Kusakabe, and M. Kotaki
  • 学会等名: European Conference on Molecular Electronics
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2011-09-07
• [備考]
  • URL: http://www.cis.kit.ac.jp/~yamasita/Lab/Toppage_J.htm