優れたｎ型半導体特性を実現するフレキシブルグラフェンナノリボンの開発

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初年度の研究成果を踏まえ、当該年度は、「渡環クロスカップリング」による「α型二量体」の合成を進めるとともに、「β型二量体」構築法の確立に向け、「酸化的渡環反応」を活用した「β型単量体」の合成検討を行った。前年度より検討を継続していた「α型二量体」の合成に関しては、反応条件の検討により作業を完了することができた。当該分子については、X線結晶構造解析および温度可変核磁気共鳴分析での評価を行い、それらの結果、「α型二量体」が「α型単量体」と類似の構造特性を示すことが明らかとなった。PTB7-Thドナーを用いた有機薄膜太陽電池デバイスの性能評価を行った結果、「α型二量体」は「α型単量体」と同等程度の発電性能を実現したものの、二量体構造としたことによる機能面での利得は認められなかった。また、「酸化的渡環反応」による「β型単量体」の合成については計画通り作業を完了できた。「β型単量体」のX線結晶構造解析および温度可変核磁気共鳴分析によると、当該化合物は「α型単量体」と比較して分子構造の柔軟性が乏しく、むしろ剛直性の高さから強い凝集性を有することが示唆された。この性質により、PTB7-Thドナーとの相溶性が低下し、有機薄膜太陽電池デバイスの性能評価において、低い発電性能を与えることが示された。この結果から、「β型単量体」から「β型二量体」への構造拡張はさらなる凝集性の増強をもたらし、薄膜材料として利用するには不向きであることが予見されたことから、当初計画した「β型二量体」への構造拡張については断念することとした。