| 研究実績の概要 |
共役高分子を簡便かつ各種基材にその場(in-situ)形成できる「気相酸化重合」に着目し、特にヨウ素などの気相酸化剤を用いることで各種元素ブロック(Si, Seなど)含有π共役モノマーへと対象を広げ、低バンドギャップ・移動度高い高分子半導体の新しい形成法として提示してきた。本年度は、昨年度合成に成功した剛直多分岐構造を持つアモルファス性の共役高分子を逆型ペロブスカイト型太陽電池の電荷輸送層として検討した。また、ブロック共重合体のミクロ相分離ドメインやMOFをテンプレートとしたナノ反応場での気相重合も検討した。
1．多分岐連結した元素ブロック共役高分子の逆型ペロブスカイト太陽電池への適用
昨年度報告したトリス(ターチエニル)ベンゼンに加え、コア部位をトリフェニルアミンとしてチエニルまたはEDOTを三置換したモノマーをそれぞれ合成、気相重合した。チタニアフリーの逆型ペロブスカイト太陽電池のホール輸送層としての適用では、変換効率は7-8%に留まったものの歩留まりは向上し、従来の直鎖型に比べ欠陥なくアモルファスな層が形成できたためと考えられる。またEDOTを連結部位とすることで、上層のペロブスカイト層との界面濡れ性も改善した。
2. ナノ反応場での元素ブロック共役高分子のその場形成
汎用ブロック共重合体(例えばPS-PEO)のミクロ相分離を鋳型として、芳香族相互作用によりポリスチレン相へ共役モノマーを選択的に自己集積後、ヨウ素で重合・脱ドープし共役高分子ドメインをその場構築した。ナノ反応場での重合では、ドメイン内のヨウ素(気体)の拡散性なども鍵となる。また、京大・植村准教授との班内共同研究で、多孔性金属錯体(MOF)の一次元細孔中でもロッド状無置換ポリチオフェン(軸長~10μm)の形成に成功し、異方導電性はじめ高次構造-電子物性の相関をconductive AFMなどにより評価した。
|
