2010 Fiscal Year Annual Research Report
高起電力有機薄膜太陽電池のための新奇ナノ材料開発と構造制御
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22360123
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
伊東 栄次 信州大学, 工学部, 准教授 (50303441)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 和親 信州大学, 総合工学系研究科, 教授 (70160497)
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| Keywords | 有機薄膜太陽電池 / 高起電力 / ドナー分子 / フラーレン / 正孔取り出しバッファー層 / 酸化チタン / ナノシート / 液晶半導体 |
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| Research Abstract |
伊東(研究代表者)はHOMO準位の深さが異なるp型有機半導体(ドナー分子)とn型半導体(アクセプタ分子)のフラーレンを積層した太陽電池においてpn界面のエネルギー差ΔEを変化し、同時に太陽電池のキャリア取り出し層を系統的に変えてV_<bi>とΔEをパラメーターにして太陽電池性能を評価した。ΔEを十分に大きくしてもバッファー層を挿入しない場合は電極の仕事関数差で起電力が制限されるが、NiOやMoO_3等のバッファー層を挿入することで仕事関数差が実効的に増加し、ΔEに比例して起電力が増加し最大で起電力1.2Vを得ることに成功した。ただし、起電力は温度上昇により大きく低下し、材料/構造面からの新たなアプローチも必要であることが明らかとなった。新奇ナノ構造に用いる電子取り出し層用酸化チタンナノシートの作製に取りかかり太陽電池とすることには成功したが、予定した効率が得られず製膜条件の再検討が必要となった。また、分担者の太田らはフラーレンを側鎖に有するフタロシアニン系液晶半導体を合成し、製膜条件を検討を行い製膜は可能となった。フタロシアニン液晶半導体のカラムナー形成や配向性も確認できたが、フラーレンとフタロシアニン間のアルキル鎖が長く電子移動の弊害となったためか光電変換特性は得られなかった。分子構造の見直しを行うため、フラーレンを有しない液晶半導体の合成に着手し、製膜性やフラーレン誘導体との混合系における光電変換のためのデバイス構造の検証を開始した時点で本年度は終了したため、次年度も引き続き分子設計やデバイス作製に向けて取り組んでいく。
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