| 研究課題/領域番号 |
24350013
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
金井 要 東京理科大学, 理工学部・物理学科, 准教授 (10345845)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 有機薄膜 / 有機太陽電池 / 電子状態 / 逆光電子分光 |
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| 研究概要 |
(1)本件研究では、有機太陽電池関連材料の電子構造、特に、フェルミ準位以上の「非占有電子構造」を含めた、電子構造を明らかにすることを目的としている。非占有電子構造の直接的観測は、逆光電子分光法(IPES)を用いることで、可能であるが、有機物質のIPESによる研究は実験的な難しさがあり、これまで研究例が限られている。そこで、本研究はIPESを用いた研究に主眼を置いているため、平成24年度は、本研究ですでに使用しているIPESの他に、新たにIPES装置を1台導入し、効率的に研究を推進できる体制を構築した。
(2)上記のIPESを用いて、有機太陽電池の代表的なn型材料である、各種フラーレン誘導体の電子構造の研究を行った。これまでに、PCBM、bis-PCBM、PCBO、PC_70BM、C_70、C_60などの固体薄膜を作製し、それぞれのHOMO-LUMOギャップ周辺の電子構造を、UPSとIPESを用いて明らかにした。これらのデータの密度汎関数法による分子軌道計算による解析を通して、分子構造と電子構造の関連性を議論した。これらの成果は、学会で発表を行い、一部のデータ(bis-PCBM)については論文として発表した。さらに、すでに報告されている有機薄膜太陽電池における、解放端電圧やフィルファクター、短絡電流などの性能を表す幾つかの物理量と、上記のn型材料の電子構造との関連について焦点を当てた詳細な解析を行い、一定の成果を得ている。現在は、これらの解析を論文にまとめている。これらのデバイス特性と、材料の電子構造を直接関連付ける知見は今後、新規n型材料の開発にとって意義がある。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成24年度の研究目的は概ね達成することができた。特に、新たな有機試料用IPES装置を導入して効率的な研究を行える体制を構築し、有機太陽電池の代表的なn型材料である各種フラーレン誘導体の電子構造の系統的な知見を得ることにも成功しており、成果発表も順調に行っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成24年度に構築した装置、研究体制を最大限に活用し、引き続き、有機太陽電池材料の電子構造の解明を行う。
また、有機太陽電池の電極界面の電子構造や、金属単結晶表面への分子吸着系の非占有電子構造の観測も行う。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
平成24年度で、消耗品等を出費が抑えられた結果、直接経費次年度使用額(3,998円)が生じた。平成25年度では、消耗品として、新たに金属単結晶などの購入をする予定があり、当該助成金を併せて使用する。
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