2011 Fiscal Year Annual Research Report
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10F00814
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
市川 結 信州大学, 繊維学部, 准教授
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
BANOUKEPA G.D 信州大学, 繊維学部, 外国人特別研究員
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| Keywords | 導電性高分子 / カーボンナノチューブ / PEDOT : PSS / 有機エレクトロニクス / ITO / 有機薄膜太陽電池 / 有機EL / フレキシブルエレクトロニクス |
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| Research Abstract |
有機ELや有機太陽電池(OPV)などの有機デバイスのフレキシブル化によって,デバイスのユビキタス化,ウエアラブル化など,ユニークな展開が可能となると共に,生産の超低コスト化も実現されると考えられている。例えば,太陽電池などがプラスチックフィルム上にロール・トゥ・ロールプロセスで連続的に大量に作製できるようになれば,再生可能エネルギーのコスト競争力は飛躍的に向上する。そのために,通常ITOが用いられる透明電極の印刷対応とフレキシブル化が重要であり,従って,高分子電極材料の研究が重要である。本研究ではポリチオフェン系導電性高分子であるPEDOT:PSSを用い,カーボンナノチューブ(CNT)やその他添加剤による導電性向上を計る。また,仕事関数も重要な電極物性であり,CNTや添加剤による仕事関数制御についても検討する。開発する導電性高分子電極を用いたOPV作製とその最適化を行う。
PEDOT:PSS組成液へのCNTの分散について検討した。H22年度に購入した超音波分散装置を用い,超音波出力,照射時間を変化させ,分散状態に与える影響を調査した。その結果,CNTの凝集が起こりやすいCNT高濃度時ほど,超音波照射による分散性向上が効果的であることがわかった。また,ジメチルスルホキシド(DMSO)を分散補助剤として添加したとき,超音波分散がより効果的であることがわかった。DMSO分散助剤と超音波照射を併用した分散液に超遠心分離を施すことにより,アイソレートされた単一CNT分散液を調製できた。特に,高濃度時において超音波照射が分散に効果があることがわかった。
分散液からCNT/PEDOT:PSSコンポジット薄膜を作製し,その光透過率,シート抵抗,膜厚を評価した。膜厚とシート抵抗から伝導率を評価した。その結果,高い透過率と低シート抵抗を両立する高分子電極を得ることができた。シート抵抗が1000Ω/□以下で有り,光透過率も90%に近いものが得られた。有機ELデバイスの透明電極に応用し,高電流密度駆動が可能であることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高い電導性と光透過率の両立に成功しつつあり,また,有機ELデバイスへの応用も実現できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は,CNT分散PEDOT:PSS電極を用いた有機半導体デバイス,特に高分子混合型有機PVを検討する。基板上にCNT分散PEDOT:PSS電極を形成し,C60フラーレン誘導体PCBMとポリチオフェンP3HTを混合したバルクヘテロ接合型光活性層を塗布形成し,金属電極を蒸着し,太陽電池とする。研究の実施に必要な蒸着装置,ソーラーシミュレーター,光電変換量子効率スペクトル(分光感度)測定装置等は研究室で所有しており,それらを活用する。
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