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2015 年度 実績報告書

超臨界流体の極限場開拓と薄膜太陽電池への応用

研究課題

研究課題/領域番号 26790015
研究機関広島大学

研究代表者

加治屋 大介  広島大学, 自然科学研究支援開発センター, 助教 (80448258)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード高圧力 / 振動分光 / 溶媒和 / ナノ構造 / 導電性高分子 / 配向 / 電荷輸送
研究実績の概要

本研究では,高圧力の超臨界流体中での引力・斥力エネルギーを振動分光と理論解析で定量化し,大きな引力・斥力エネルギーを示す系を探索した。また薄膜太陽電池材料の導電性高分子フィルムを加圧し,フィルムの電荷輸送特性の向上を図った。その結果,超臨界流体にエステルやアルコールを混合すると強い引力相互作用が働き,加圧により結晶性や配向構造が変化し電荷移動度が増加することがわかった。
引力・斥力エネルギーの研究では,超臨界二酸化炭素中で複数の溶質分子の振動ラマンスペクトルを測定し,幅広い密度範囲で溶質-溶媒間の引力・斥力と溶媒和構造を考察した。その結果,1) エステルとケトンの溶媒和,2) アルコールの添加効果,3) ハロゲン・フェニル・カルボニル基の置換基効果について定量的知見が得られた。特に,嵩高い置換基が無いエステルで顕著な引力が観測され,サイト選択的な溶媒和がカルボニル化合物の大きな引力エネルギーの発現の鍵であることを示した。導電性高分子フィルムの高圧処理では,1) 加圧すると面外方向にπ-πスタッキング形成,太陽電池の電荷輸送方向に移動度が1桁増加,2) Siナノ粒子の混合で更に増加,3) 超臨界流体で高圧処理すると従来法より高い結晶性,などの知見が得られた。高分子側鎖の乱れが,膜構造変化と電荷輸送向上に重要な因子であることがわかり,柔らかいフィルムを用いたフレキシブルデバイスの発展へ向けた素子設計指針が得られた。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Solvation of Esters and Ketones in Supercritical CO22016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kajiya, Masayoshi Imanishi, and Ken-ichi Saitow
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 120 ページ: 785-792

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.5b11740

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Si-nanocrystal/P3HT hybrid films with a 50- and 12-fold enhancement of hole mobility and density: films prepared by successive drop casting2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kajiya and Ken-ichi Saitow
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 7 ページ: 15780-15788

    • DOI

      10.1039/C5NR02361K

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hole mobility enhancement of MEH-PPV film by heat treatment at Tg2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kajiya, Tomoyuki Koganezawa, and Ken-ichi Saitow
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 5 ページ: 127130/1-7

    • DOI

      10.1063/1.4939135

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Effect of Annealing Temperature on Out-of-Plane Mobility and Structure of MEH-PPV Film2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kajiya, Tomoyuki Koganezawa, Ken-ichi Saitow
    • 学会等名
      2016 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      Arizona, USA
    • 年月日
      2016-03-28 – 2016-04-01
    • 国際学会
  • [学会発表] PEDOT:PSS薄膜の構造とハイブリッド太陽電池の光電変換特性2016

    • 著者名/発表者名
      池田なつみ, 加治屋大介, 小金澤智之, 齋藤健一
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] PEDOT:PSS/Si太陽電池への5種類の添加物の効果2016

    • 著者名/発表者名
      池田なつみ, 加治屋大介, 小金澤智之, 齋藤健一
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] Synthesis of blue-light emitting alkyl-passivated silicon nanocrystals via (HSiO1.5)n sol-gel polymer2015

    • 著者名/発表者名
      Yunzi Xin, Ryo Wakimoto, Daisuke Kajiya, Ken-ichi Saitow
    • 学会等名
      PACIFICHEM
    • 発表場所
      USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] P3HT/Siナノ結晶ハイブリッドフィルムの光伝導ダイナミクス2015

    • 著者名/発表者名
      加治屋大介, 齋藤健一
    • 学会等名
      第24回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学 霞キャンパス
    • 年月日
      2015-11-01 – 2015-11-03
  • [学会発表] PEDOT:PSS薄膜の膜構造とハイブリッド太陽電池の光電変換特性2015

    • 著者名/発表者名
      池田なつみ, 加治屋大介, 小金澤智之, 齋藤 健一
    • 学会等名
      第24回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学 霞キャンパス
    • 年月日
      2015-11-01 – 2015-11-03
  • [学会発表] ソフト摩擦転写法で作製したP3HT配向膜の面内・面外構造2015

    • 著者名/発表者名
      今西正義, 加治屋大介, 小金澤智之, 齋藤健一
    • 学会等名
      第24回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学 霞キャンパス
    • 年月日
      2015-11-01 – 2015-11-03
  • [学会発表] Site-selective solvation in supercritical CO2: Attractive and repulsive energies quantified by vibrational Raman spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      D. Kajiya and K. Saitow
    • 学会等名
      11th International Symposium on Supercritical Fluids
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2015-10-11 – 2015-10-14
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancements of Out-of-plane Mobility and Face-on Orientation in P3AT Films by Rubbing Process2015

    • 著者名/発表者名
      D. Kajiya, T. Koganezawa, and K. Saitow
    • 学会等名
      2015 E-MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      Lille, France
    • 年月日
      2015-05-11 – 2015-05-15
    • 国際学会
  • [学会発表] HSQの合成と熱処理法で作製した発光性Siナノ粒子2015

    • 著者名/発表者名
      脇本遼, 辛韵子, 加治屋大介, 齋藤健一
    • 学会等名
      ナノ学会第13回大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-05-11 – 2015-05-13
  • [備考] 広島大学 研究者総覧

    • URL

      http://seeds.office.hiroshima-u.ac.jp/profile/ja.ba5ed92abf46dcc2520e17560c007669.html

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公開日: 2017-01-06  

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