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2016 Fiscal Year Annual Research Report

新規アクセプターを含む有機半導体ポリマーの精密合成と有機薄膜太陽電池への応用

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of Element-Block Polymer Materials
Project/Area Number 15H00751
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

西原 康師  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (20282858)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords高分子合成 / 合成化学 / 有機薄膜太陽電池 / 半導体物性 / アクセプターユニット / クロスカップリング / 活性層 / 光電変換効率
Outline of Annual Research Achievements

ドナー・アクセプター (D-A) 型ポリマーは、高性能半導体ポリマーを開発する上で極めて有用な手法として知られている。これまでに高性能デバイス作製のため、様々な新規 π 電子骨格が設計され、これらを導入した高性能ポリマーが合成されてきた。本研究では、有機薄膜太陽電池の光電変換効率の向上を目的として、活性層の重要な構成ユニットであるアクセプターユニットを新規に設計、合成することを目的としている。昨年度は、高性能半導体材料開発のため、新たな拡張π電子系電子不足芳香環であるアントラ[1,2-c:5,6-c’]ビス[1,2,5]チアジアゾールを導入したポリマー (PATz4T-o6OD) の合成に成功した。さらに、このポリマーを用いた有機薄膜太陽電池において、5.7% の変換効率を達成した。しかしながら、強い電子供与基であるアルコキシ基の導入により、ATz 骨格の電子親和力が低下し、可視光領域の吸収範囲が狭くなるという問題点があった。そこで今年度は、ATz 骨格に対して電子求引性基であるアルコキシカルボニル基を導入することで、吸収領域を拡張し、さらなる変換効率の向上を目指した。その結果、溶媒にクロロベンゼン、添加剤として 1 vol% の 1,8-ジヨードオクタン、p/n 比が 1:2 のとき、最大で 2.9% の光電変換効率を示した (Jsc = 7.85 mA cm-2、Voc = 0.78 V、FF = 0.48)。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016 Other

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] アントラビスチアジアゾールを有する新規半導体ポリマーの開発と有機太陽電池への応用2017

    • Author(s)
      森 裕樹,西永周平,髙橋竜輔,西原康師
    • Organizer
      第 64 回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [Presentation] フェナセン骨格を有する低バンドギャップ半導体ポリマーの開発と有機薄膜太陽電池への応用2016

    • Author(s)
      森 裕樹,髙橋竜輔,原 脩人,西原康師
    • Organizer
      2016年日本化学会中国四国支部大会
    • Place of Presentation
      香川大学 幸町キャンパス
    • Year and Date
      2016-11-05 – 2016-11-06
  • [Presentation] Development of High-Performance Organic Photovoltaic Cells Containing the Phenanthrodithiophene (PDT) Unit2016

    • Author(s)
      Yasushi Nishihara
    • Organizer
      E-MRS (European Materials Research Society) 2016 Fall
    • Place of Presentation
      Warsaw, Poland
    • Year and Date
      2016-09-19 – 2016-09-22
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] フェナントロジチオフェン系半導体ポリマーにおける可溶性側鎖と分子量が薄膜構造および太陽電池特性に及ぼす影響2016

    • Author(s)
      森 裕樹,髙橋竜輔,原 脩人,西原康師
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学 横浜キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] 4,7-ジアルキルフェナントロジチオフェン-イソインジゴ系半導体ポリマーを用いた有機電子デバイスにおける構造-特性相関2016

    • Author(s)
      森 裕樹,遠山亮太,髙橋竜輔,原 脩人,西原康師
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [Presentation] フェナントロジチオフェン-ベンゾチアジアゾール系半導体ポリマーを用いた高性能有機薄膜太陽電池の開発2016

    • Author(s)
      髙橋竜輔,篠﨑貴旭,森 裕樹,西原康師
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [Presentation] 様々な可溶性側鎖を有するフェナントロジチオフェン-イソインジゴ系半導体ポリマーの合成と物性2016

    • Author(s)
      原 脩人,西永周平,森 裕樹,西原康師
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [Presentation] Phenanthro[1,2-b:8,7-b’]dithiophene (PDT): Application to Organic Field-Effect Transistors and Photovoltaics2016

    • Author(s)
      Yasushi Nishihara
    • Organizer
      International Symposium on Chemical Research Frontiers
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2016-04-16 – 2016-04-16
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 岡山大学異分野基礎科学研究所

    • URL

      http://chem.okayama-u.ac.jp/~funcchem/top/

URL: 

Published: 2018-01-16  

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