クロスドーピングによる有機薄膜太陽電池

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24655178
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 分子科学研究所
• 研究代表者: 平本 昌宏 分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 教授 (20208854)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 有機薄膜太陽電池 / pn制御 / クロスドーピング / 共蒸着膜 / モリブデン酸化物 / ３元蒸着 / 炭酸セシウム / pin接合

研究概要

ドナードーパント（炭酸セシウム）とアクセプタードーパント（酸化モリブデン）を用いて、フラーレン単独膜にpnホモ接合を形成することに成功した。i層へのクロスドーピングによるpin接合の形成にも成功した。i層のエネルギー構造をドナーとアクセプターの比率で精密に制御することにも成功した。
フラーレン: チオフェン共蒸着膜に対して本技術を応用し、pin接合シングルセルにおいて効率1.6%、pin接合タンデムセルにおいて効率2.4%を得た。以上のように、クロスドーピング法の有効性を確認することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Tuning of Barrier Parameters of n-type Schottky Junction in Photovoltaic Co-deposited Films by Doping (2013)
  • 著者名/発表者名: Norihiro Ishiyama, Tadashi Yoshioka, Toshihiko Kaji, and Masahiro Hiramoto
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 6(1) ページ: 012301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tandem Organic Solar Cells Formed in Co-deposited Films by Doping (2013)
  • 著者名/発表者名: Norihiro Ishiyama, Masayuki Kubo, Toshihiko Kaji, and Masahiro Hiramoto
  • 雑誌名: Org. Electron 巻: 14 ページ: 1793-1796
  • 査読あり
• [学会発表] 共蒸着膜へのドーピングによる有機薄膜太陽電池 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平本昌宏
  • 学会等名: CREST有機太陽電池シンポジウム-用途開発と産業展開への道
  • 発表場所: 京都大学宇治構内おうばくプラザ・きはだホール
  • 年月日: 2014-07-12
• [学会発表] Bandgap Science for Organic Thin-Film Solar Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Hiramoto
  • 学会等名: The 8th Aseanian Conference on Dye-sensitized & Organic Solar Cells (DSC-OPV8)
  • 発表場所: Busan, Kore
  • 年月日: 20131123-26
  • 招待講演
• [学会発表] 有機半導体のpn制御と有機薄膜太陽電池 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平本昌宏
  • 学会等名: 2013年度後期物性研究所短期研究会「エネルギーと新材料の物性・物質科学」
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 20131111-13
  • 招待講演
• [学会発表] pn-Homojunction Organic Solar Cells Formed in the Thick Phase-separated Co-deposited Films by Doping (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kubo, T. Kaji, M. Hiramoto
  • 学会等名: KJF-ICOMEP2013 (KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics)
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20130828-31
  • 招待講演
• [学会発表] 有機薄膜太陽電池のためのバンドギャップサイエンス (2013)
  • 著者名/発表者名: 平本昌宏
  • 学会等名: 文部科学省「革新的ハイパーフォーマンス・コンピューティング・インフラ(HPCI)の構築」HPCI戦略分野2「新物質・エネルギー創成」計算物質科学イニシアティブ(CMSI)計算分子科学研究拠点第3回実験化学との交流シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学福井謙一記念研究センター
  • 年月日: 2013-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] 低分子系有機薄膜太陽電池の最新研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平本昌宏
  • 学会等名: 平成24年度KAST(神奈川科学技術アカデミー)教育講座
  • 発表場所: かながわサイエンスパークKSPホール
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] 有機薄膜太陽電池基礎と応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平本昌宏
  • 学会等名: 第4回薄膜太陽電池セミナー
  • 発表場所: 龍谷大学アヴァンティ響都ホール(京都)
  • 年月日: 2012-10-19
• [学会発表] 有機系太陽電池コース (2012)
  • 著者名/発表者名: 平本昌宏
  • 学会等名: SEMI Tutorial「太陽光発電技術」
  • 発表場所: SEMIジャパン大島ビル5F市ヶ谷
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] 有機薄膜太陽電池の基礎・設計とこれからの展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平本昌宏
  • 学会等名: 熊本大学自然科学研究科AGEIN学生主催特別講義
  • 発表場所: 熊本大学工学部2号館224号室
  • 年月日: 2012-10-11
• [学会発表] 高性能有機薄膜太陽電池の誕生と進化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平本昌宏
  • 学会等名: 2012年光化学討論会プレシンポジウム「太陽エネルギーの利用拡大に向けた光化学の挑戦」
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパスくらまえホール
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] 市場投入ステージに入った有機薄膜太陽電池 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平本昌宏
  • 学会等名: SEMI FORUM JAPAN 2012オーガニックエレクトロニクスセミナー
  • 発表場所: グランキューブ大阪
  • 年月日: 2012-06-13
• [学会発表] 有機薄膜太陽電池のエネルギー構造設計とナノ構造設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平本昌宏
  • 学会等名: 日本学術振興会光電相互変換第125委員会次世代の太陽光発電システム第175委員会合同研究会「太陽電池材料の光電変換過程と新しい展開」
  • 発表場所: 静岡大学浜松キャンパス佐鳴会館会議室
  • 年月日: 2012-05-18
• [図書] 「有機太陽電池のためのバンドギャップサイエンス」応用物理 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平本昌宏
  • 総ページ数: 82(6), 480-486
  • 出版者: Molecular Science
• [図書] 有機薄膜太陽電池 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平本昌宏
  • 総ページ数: 6, A0052
• [備考]
  • URL: https://www.ims.ac.jp/research/prof/hiramoto.html
• [備考]
  • URL: http://groups.ims.ac.jp/organization/hiramoto_g/