| 研究課題/領域番号 |
26550095
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
伊崎 昌伸 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30416325)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 有機半導体 / 太陽電池 / 成長制御 / フタロシアニン / ヘテロ界面 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、有機半導体と無機半導体から構成される高効率ハイブリッド太陽電池のヘテロ界面にAuクラスターを導入し、ヘテロ界面の電子状態制御効果を探索すると共に、ハイブリッド太陽電池高効率化への指針を明確にする、ことである。
平成26年度においては、n-ZnO/H2PC/MoO3ハイブリッド太陽電池のn-ZnO/H2PC界面にAu層を導入することは成功したが、Au粒子同士の接触とAu粒子間の間隙の形成はトレードオフの関係があり、本研究で行った条件範囲においては、Au層の導入によりハイブリッド太陽電池の整流性が喪失し、太陽電池特性も消失した。このことは、Au層配列を制御するためには、下層となる有機半導体層の分子配列制御が必要であることが明らかとなった。
平成27年度においては、平成26年度に明らかとなった課題に対処するために、下層となる有機半導体層の分子配列制御についての検討を行った。種々の結晶方位を有する酸化アルミニウム単結晶基板上に、真空蒸着法により有機半導体層を形成するとともに、X線回折技術を用いてOut-of-planeならびにIn-plane方位解析を行った。その結果、結晶方位によらず酸化アルミニウム単結晶基板上に、X線回折的に単結晶と判断できる有機半導体薄膜を形成できることを見出し、その表面に分子層ステップも原子間力顕微鏡観察により確認した。単結晶有機半導体層の方位は、基板の影響を大きく受けないことも明らかとなり、単結晶有機半導体層成長過程を推測した。この有機半導体単結晶層は、in-plane方位がランダムの有機半導体層に比べ著しく大きな移動度を示した。さらに、有機半導体単結晶層上に異なる有機半導体単結晶層を積層した積層体の形成についても成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
平成27年度において、結晶方位によらず酸化アルミニウム単結晶基板上に、X線回折的に単結晶と判断できる有機半導体薄膜を形成でき、その結晶方位が基板の影響を大きく受けないこと、この有機半導体単結晶層がin-plane方位がランダムの有機半導体層に比べ著しく大きな移動度を示すこと、さらに、有機半導体単結晶層上に異なる有機半導体単結晶層を積層した積層体の形成についても成功したことから、①当初の計画以上に進展している、と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
有機半導体単結晶層形成に成功したことから、他の有機半導体にも適用し、その成長過程の一般性を明確にするとともに、より厳密な分子層成長過程を明らかにする必要ガル。さらに、有機半導体の単結晶化による物性の変化ならびに構成される有機半導体太陽電池の性能に及ぼす効果についても明確にし、その機構を解明する必要がある。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究の過程で、無機半導体とのヘテロ界面制御による分子層ヘテロエピタキシャル成長技術によって有機半導体層の単結晶化ならびに有機半導体単結晶積層体の形成、ならびに太陽電池性能の向上に直結する移動度の著しい向上に成功するに至り、補助事業をより高度に達成するための研究を実施するため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
本経費によって、酸化物単結晶基板などの消耗品の購入に充当する。
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