2017 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of block copolymers and application to photovoltaic device with controlled domain orientation and interface
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15K05661
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
荻野 賢司 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10251589)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ブロック共重合体 / 界面制御 / 有機薄膜太陽電池 / 正孔移動度 / ドメイン配向 / 剛直アモルファス領域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリスチレンとポリ(3-ヘキシルチオフェン）からなるブロック共重合体、並びに結合部にペリレンジイミド単位を有するブロック共重合体を合成した。前年度検討したポリジメチルシロキサンを第２成分として場合、ペリレンジイミド単位が増感剤、結晶の核として働くことが示唆されたが、ポリスチレンに関しては、当初設計した末端アミノ基を有するものからでは、末端にペリレンジイミド単位を有する高分子の合成が難しく、アミノ基とポリスチレンの間のスペーサーとしてメチレン基が挿入されたものを設計合成することで、良好な収率で目的の高分子並びにブロック共重合体を合成することができた。合成したペリレンジイミドを連結部に含んだブロック共重合体薄膜やフラーレン誘導体とのブレンド薄膜では、ポリ（3-ヘキシルチオフェン）と比較して、ポリジメチルシロキサンを有するブロック共重合体と同様に、規則的な相分離が認められたが、素子特性の向上は見られなかった。同時にポリスチレンとポリ(3-ヘキシルチオフェン）からなるブロック共重合体に関しては、より詳細な構造解析を行ったところ、移動度が2ケタ程度向上することが明らかとなった。X線回折から求めた結晶構造にはあまり大きな差異は見られず、アモルファス部位のガラス転移温度が向上し、結晶間を連結されることが原因と考えられる。ブロック共重合体とすることで、バルクヘテロなのどブレンド物の相分離、ミクロ相分離よりも小さい階層での構造が変化し、電気的物性にも大きな影響を与えることが明らかとなった。
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