溶媒和結晶を用いた有機薄膜太陽電池におけるアニーリング効果

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24750177
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田中 秀幸 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任助教 (10585821)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 有機太陽電池 / フラーレン / 溶媒和 / 自己組織化 / 有機半導体 / ナノ構造

研究概要

フラーレン溶媒和結晶を用いて有機太陽電池における熱アニール効果を分子レベルで明らかにした。温度によって系統的に構造変化する溶媒和結晶を用いて，移動度と太陽電池特性の相関を調べたところ，加熱によって溶媒和結晶相からアモルファス相，そして結晶相へと変化する際の電子移動度は太陽電池特性とは無関係であり，寧ろ，低い電子移動度を示すアモルファス相が有利であることがわかった．これまで，電子移動度が太陽電池特性の律速となると考えられてきたが，実際には，構造緩和で実現できるドナーアクセプター界面における分子的な密着性が太陽電池特性を向上する上で重要な因子となる事を示唆するものである．

研究成果

• [雑誌論文] Mobility of Long-Lived Fullerene Radical in Solid State and Nonlinear Temperature Dependence (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoko Abe, Hideyuki Tanaka, Yunlong Guo, Yutaka Matsuo, Eiichi Nakamura
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 136 ページ: 3366
  • DOI: 10.1021/ja500340f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of a Polycrystalline Film of Donor Material on PEDOT : PSS Buffer Induced by Crystal Nucleation (2014)
  • 著者名/発表者名: Koji. Harano, Satoshi Okada, Shunsuke Furukawa, Hideyuki Tanaka, E. Nakamura
  • 雑誌名: J. Polym. Sci. Part B : Polym. Phys. 巻: 52 ページ: 833
  • DOI: 10.1002/polb.23493
  • 査読あり
• [雑誌論文] Empirical evidence for identical band gaps in substituted C60 and C70 based fullerenes (2014)
  • 著者名/発表者名: Lars Mattias Andersson, Hideyuki Tanak
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 104 ページ: 043304
  • DOI: 10.1063/1.4863438
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Amorphous Mesophase Generated by Thermal Annealing for High-Performance Organic Photovoltaic Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Tanaka, Yoko Abe, Yutaka Matsuo, Junya Kawai, Iwao Soga, Yoshiharu Sato, Eiichi Nakamura
  • 雑誌名: Adv. Mater 巻: 24 ページ: 3521
  • DOI: 10.1002/adma.201200490
  • 査読あり
• [雑誌論文] 塗布型低分子薄膜を用いた有機デバイスにおける溶媒和効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中秀幸,松尾豊,中村栄一
  • 雑誌名: 応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会会誌 巻: 24 ページ: 3521
• [学会発表] Enhanced Nucleation in Thin Films of Organic Donor Materials on PEDOT : PSS (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi OKADA, Syunsuke FURUKAWA, Hideyuki TANAKA, Koji HARANO, Eiichi NAKAMURA
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋)
  • 年月日: 20140300
• [学会発表] 光捕集に向けた分子アロイの創製と塗布型有機太陽電池の高効率化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中秀幸,Yonggang Zhen,岡田賢,原野幸治,松尾豊,中村栄一
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学(京都)
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] 自己組織化分子によるナノ構造の構築と有機デバイスへの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中秀幸
  • 学会等名: 情報科学用有機材料第142委員会C部会(有機光エレクトロニクス)第55回
  • 発表場所: PORUTA神楽坂(新宿区)
  • 年月日: 20130700
• [学会発表] Solution-processable crystalline tetrabenzoporphyrin for small molecules photovoltaic cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Tanaka, Yoshiharu Sato, Naoki Obata, Iwao Soga, Eiichi Nakamura
  • 学会等名: The 2012 International Conference on Flexible and Printed Electronics
  • 発表場所: The Univ. of Tokyo (Tokyo)
  • 年月日: 20120900