| 研究課題/領域番号 |
26810064
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
中林 千浩 山形大学, 理工学研究科, 助教 (30613765)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 有機薄膜太陽電池 / アクセプター性材料 / オールプラスチック太陽電池 / クロスカップリング反応 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、高性能なオールプラスチック太陽電池開発を目指し、優れたフラーレン代替材料の開発を行う。それを実現するために、第一にフラーレン代替材料の「分子構造-分子特性-太陽電池特性」を系統的に解析し、フラーレン代替材料の分子設計指針を確立することが本研究の指針である。
分子設計について、申請者の先行研究を踏まえて、優れたアクセプター性を持つペリレンビスイミド骨格を中心骨格に据えたドナー/アクセプター型低分子を提案した。これまでに、スティレカップリング反応を利用して、異なるドナー構造(チオフェン、ジチオフェン、ターチオフェン)を持つ3種類のドナー/アクセプター型低分子の合成に成功した。
得られた3種類のドナー/アクセプター低分子の物性評価を紫外/可視光吸収(UV-vis)スペクトル測定およびサイクリックボルタンメトリー(CV)測定により実施した。UV-vis測定の結果、ドナー部の構造によって光吸収領域を400-900nmの領域でコントロールすることに成功した。さらに、3種類の低分子の混合膜は、900nmまで切れ目のない光吸収を実現した。有機薄膜太陽電池用途を想定した場合、今回得られた光吸収特性は理想的である。また、CV測定からは、ドナー部の構造によって分子のエネルギー準位(HOMO)のコントロールも可能であることを見出した。
以上の結果から、3種類の新規ドナー/アクセプター型低分子を用いて、「分子構造-分子特性」の相関性を得ることができた。今後、有機薄膜太陽電池作製を行い、「分子構造-分子特性-太陽電池特性」の相関性を解析し、フラーレン代替材料の分子設計指針の確立へと繋げる。
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| 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
平成26年度、3種類の新規ドナー/アクセプター型低分子の合成および物性評価を行い、それらについて「分子構造-分子特性」の相関性を解明した。これは、申請書記載の研究計画通りの進展であり、研究はおおむね順調に進展していると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに得た3種類のドナー/アクセプター型低分子をフラーレン代替材料に用いて、有機薄膜太陽電池を作製する。それより「分子構造-分子特性-太陽電池特性」の相関性を解明し、優れたフラーレン代替材料の分子設計指針の確立へとフィードバックする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成26年度、研究代表者は所属機関の実施する海外派遣プログラムでマサチューセッツ工科大学に客員研究員として滞在し研究に従事した。滞在中の研究費はマサチューセッツ工科大学より支弁して頂いたため、当初の申請使用額と違いが生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成27年度の申請額については、計画通りに有機薄膜太陽電池作製関連・特性評価の消耗品費および旅費として使用する。平成26年度からの繰越は、平成26年度の研究成果を踏まえた新規の材料合成関連の消耗品費として主に使用する。
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