• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

π共役系の高次構造制御と機能発現

研究課題

研究課題/領域番号 26288093
研究機関京都大学

研究代表者

若宮 淳志  京都大学, 化学研究所, 准教授 (60362224)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードπ共役 / 高次元 / 円偏光発光 / 近赤外吸収 / 太陽電池
研究実績の概要

本研究は、複数のπ共役が効果的に接続できる「π共役交差接合骨格」として、十字型、T字型、および三方型の独自の骨格を設計し、これらを核構造に用いてπ共役をシート状(二次元)やクラスター状(三次元)に拡張した革新的な機能性高次π共役系分子群の創製に取り組むものである。
本年度は、まず、これまでに開発を進めてきた酸素架橋型トリアリールアミン骨格について、アリール環の一つをナフタレン環に拡張することで、反転障壁の増大に伴ってらせん構造をもたせた一連の化合物を合成した。これらは室温で光学分割可能であり、円偏光発光特性を示すことを見出した。さらに、これらの化合物は固体状態でも円偏光発光特性を示し、置換基効果により、青色から赤色まで可視光領域全域でその発光色も変化できることがわかった。
また、T字型構造をユニットとして、ベンゾチアジアゾールにイミダゾール骨格を縮環させた誘導体の効率合成法を開発しは。本骨格は小さなバンドギャップをもち、これを構成骨格に用いてπ共役を拡張させることにより、近赤外吸収を示す光電変換材料へ転換できる可能性を見出した。
さらに、アズレンを核構造に用いて、準平面型構造をもつ酸素架橋型トリアリールアミン骨格を導入した有機半導体材料を設計、合成した。これをバッファ層材料に用いることで、ペロブスカイト太陽電池の光電変換効率が、従来の材料を用いた場合に比べて2割も向上することを見出した。

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

本提案課題で示した分子設計に基づいて、標的化合物群の合成を進め、申請段階で期待した物性発現を確認することができた。本申請で示した本分子設計の妥当性を示す結果が得られている。

今後の研究の推進方策

最終年度となる本年度は、これまでに開発した各ユニットを用いて、さらに高次元にπ共役骨格を拡張した材料の開発に取り組む。特に、ペロブスカイト層上や電極基板上での有機半導体材料の分子配向の制御に焦点を当て、π共役骨格の構造と配向特性、さらには電荷輸送特性との相関解明を進める。これらに基づいて、突出した機能発現を実証し、これにより、「高次元π共役材料」という新分野を確立したい。

次年度使用額が生じた理由

HPLCでの分離精製装置の購入を予定していたが、最新型の納入予定が次年度になったため、繰越を申請した。

次年度使用額の使用計画

H28年度初期に、最新型のHPLC分離精製用ポンプを搭載した装置を購入予定である。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 9件、 招待講演 13件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 1,3,5,7-Tetra(Bpin)azulene by Exhaustive Direct Borylation of Azulene and 5,7-Di(Bpin)azulene by Selective Subsequent Deborylation2015

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Nishimura, Maria N. Eliseeva, Atsushi Wakamiya, Lawrence T. Scott
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 26 ページ: 1578-1580

    • DOI

      DOI: 10.1055/s-0034-1380686

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hole-Transporting Materials with a Two-Dimensionally Expanded π-System around an Azulene Core for Efficient Perovskite Solar Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Nishimura, Naoki Ishida, Ai Shimazaki, Atsushi Wakamiya, Akinori Saeki,* Lawrence T. Scott, and Yasujiro Murata
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 ページ: 15656-15659

    • DOI

      DOI: 10.1021/jacs.5b11008

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of Functional pi-Electron Materials based on the Characteristic Features of Boron2015

    • 著者名/発表者名
      A. Wakamiya, S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 64 ページ: 1357-1377

    • DOI

      doi.org/10.1246/bcsj.20150151

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高効率ペロブスカイト太陽電池のための有機半導体材料の設計と開発2016

    • 著者名/発表者名
      若宮淳志
    • 学会等名
      第3回CUTEシンポジウム:コンピュータ化学「計算科学と実験化学の接点」
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2016-03-28 – 2016-03-28
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Polymers Using Partially Oxygen-Bridged Triarylamine Skeleton for Hole-Transporting Buffer Layer in Perovskite Solar Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Anesh Gopal, Hidetaka Nishimura, Naoki Maruyama, Jaehyun Lee, Ai Shimazaki, Naoki Ishida, Akinori Saeki, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-26 – 2016-03-26
  • [学会発表] 高効率ペロブスカイト太陽電池:中間体の構造解明と新規有機半導体材料開発2016

    • 著者名/発表者名
      若宮淳志
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会ATP
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-25 – 2016-03-25
    • 招待講演
  • [学会発表] ピリジンが縮環したベンゾチアジアゾール誘導体の合成と物性2016

    • 著者名/発表者名
      岡崎修平、荒巻吉考、若宮淳志、村田靖次郎
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-25 – 2016-03-25
  • [学会発表] 2つのBF2基で架橋したジピロリルエタンジオンを電子受容性骨格としてもつD-A-D型有機色素2016

    • 著者名/発表者名
      下河広幸、若宮淳志、村田靖次郎
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-25 – 2016-03-25
  • [学会発表] ペロブスカイト太陽電池高効率化のための材料開発2016

    • 著者名/発表者名
      若宮淳志、西村秀隆、中池由美、嶋崎 愛、村田靖次郎
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Hole-Transporting Materials with a Two-Dimensionally Expanded pi-System for Efficient Perovskite Solar Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Wakamiya, Hidetaka Nishimura, Naoki Ishida, Ai Shimazaki, Akinori Saeki, Lawrence T. Scott, Yasujiro Murata
    • 学会等名
      ICRIS2016
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2016-03-07 – 2016-03-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular Design for p-Type Buffer Materials toward Highly Efficient Perovskite Solar Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Wakamiya
    • 学会等名
      China-Japan Joint Symposium on Functional Supramolecular
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2016-02-23 – 2016-02-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 有機合成の視点から挑むペロブスカイト型太陽電池の高効率化2016

    • 著者名/発表者名
      若宮淳志
    • 学会等名
      有機合成のニュートレンド2016
    • 発表場所
      大阪科学技術センター
    • 年月日
      2016-02-03 – 2016-02-03
    • 招待講演
  • [学会発表] Toward Efficient Perovskite Solar Cells: Development of New Charge-Transporting Materials and Surface Treatment of Lead Halide Perovskite Layer2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Wakamiya, Hidetaka Nishimura, Naoki Maruyama, Ai Shimazaki, Yumi Nakaike, Masaru Endo, Tomoko Aharen, Yasujiro Murata
    • 学会等名
      Pacifichem2015
    • 発表場所
      Hawaii
    • 年月日
      2015-12-18 – 2015-12-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Diboron chelate complex with oxalyl pyrrolide as a new electron-accepting unit2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Shimogawa, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii
    • 年月日
      2015-12-17 – 2015-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] 高性能化に向けた新規材料開発と構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      若宮淳志
    • 学会等名
      2015年電気化学会関東支部セミナー
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-12-03 – 2015-12-03
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機無機ハイブリッド型太陽電池~合成化学からのアプローチ~2015

    • 著者名/発表者名
      若宮淳志
    • 学会等名
      第47回有機合成セミナー
    • 発表場所
      大阪市立工業研究所
    • 年月日
      2015-10-28 – 2015-10-28
    • 招待講演
  • [学会発表] π軌道の精密制御に基づく機能性材料開発2015

    • 著者名/発表者名
      若宮淳志
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会 野副記念奨励賞受賞講演
    • 発表場所
      松山
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-25
    • 招待講演
  • [学会発表] 2つのBF2基で架橋したジピロリルエタンジオンを電子受容性骨格にもつD-A型有機色素2015

    • 著者名/発表者名
      下河 広幸・若宮 淳志・村田 靖次郎
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      松山大学
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-25
  • [学会発表] 円偏光発光特性を有する酸素架橋トリアリールアミン誘導体の開発2015

    • 著者名/発表者名
      西村秀隆・森崎泰弘・中條善樹・若宮淳志・村田靖次郎
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      松山大学
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-25
  • [学会発表] ロブスカイト太陽電池の高効率化にむけた有機半導体材料開発2015

    • 著者名/発表者名
      若宮淳志、西村秀隆、Anesh Gopal、丸山直輝、嶋崎 愛、中池由美、阿波連知子、遠藤 克、石田直輝、佐伯昭紀、村田靖次郎
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-16
    • 招待講演
  • [学会発表] Bis(difluoroboron) Dipyrrolylethanedione as a New Electron-Accepting Unit for D-A Type Organic Dyes2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Shimogawa, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata
    • 学会等名
      The Seventh East Asia Symposium on Functional Dyes and Advanced Materials
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2015-09-03 – 2015-09-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Organic Semiconductors toward Highly Efficient Perovskite Solar Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Wakamiya
    • 学会等名
      IUPAC-2015
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2015-08-10 – 2015-08-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of New Hole-Transporting Materials Containing Quasiplanar Skeleton for Perovskite-Based Solar Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Nishimura, Naoki Maruyama, Masaru Endo, Atsushi Wakamiya, Lawrence T. Scott, Yasujiro Murata
    • 学会等名
      16th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • 発表場所
      Spain
    • 年月日
      2015-07-09 – 2016-07-09
    • 国際学会
  • [学会発表] pi-Conjugated Compounds with Thiazole-fused Benzothiadiazole as T-shaped Electron-accepting Units2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Wakamiya, Motoi Satou, Megumi Hori, Masaru Endo, and Yasujiro Murata
    • 学会等名
      16th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • 発表場所
      Spain
    • 年月日
      2015-07-09 – 2015-07-09
    • 国際学会
  • [学会発表] ペロブスカイト太陽電池高効率化のための有機半導体材料開発2015

    • 著者名/発表者名
      若宮淳志
    • 学会等名
      第11回有機太陽電池シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-06-08 – 2015-06-08
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Properties of D-A Type Organic Dye Containing Bis(dipyrrinato)Zn(II) Complex as a Core Skeleton2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Shimogawa, Tsutomu Miura, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata 
    • 学会等名
      The 10th Organoelement Chemistry Seminar
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-06-08 – 2015-06-08
  • [学会発表] 2D pi-Conjugated Compounds Containing Azulene as a Core Unit: Application to Hole-Transporting Materials in Perovskite Solar Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Nishimura, Naoki Ishida, Akinori Saeki, Lawrence T. Scott, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata
    • 学会等名
      The 10th Organoelement Chemistry Seminar
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-06-08 – 2015-06-08
  • [学会発表] An Approach of Organic Chemist toward Efficient Perovskite Solar Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Wakamiya, Hidetaka Nishimura, Naoki Maruyama, Ai Shimazaki, Yumi Nakaike, Yasujiro Murata
    • 学会等名
      10th Organoelement Chemistry Seminar
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-06-05 – 2015-06-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 太陽光と光電変換機能―異分野融合から生まれる次世代太陽電池―「第2章-11 準平面構造を鍵骨格に用いた有機半導体材料の開発」2016

    • 著者名/発表者名
      若宮淳志
    • 総ページ数
      307 (6)
    • 出版者
      CMC出版

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi