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CuSCN/有機色素ハイブリッド薄膜の自己組織化電析と次世代デバイスへの展開

CuSCN/有机染料杂化薄膜的自组织电沉积及其下一代器件的发展

基本信息

批准号：
20J20455
负责人：
宇田恭太
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではチオシアン酸銅(CuSCN)の製膜条件と基礎的な物性の相関解明、すなわち結晶性、光学特性、エネルギー構造を調べると共に、有機ELホール注入層およびペロブスカイト太陽電池ホール抽出層に応用し、デバイス特性制御手段としての有用性を明らかにした。まず、種々の制御因子と得られる膜構造や物理物性の相関解明に取り組んだ。溶媒や用いる基板、電位などの変化が及ぼすCuSCN薄膜への影響の調査に加え、特に浴中のCu2+:SCN-原料濃度比によって、形態、結晶配向、ヘイズ率を高度に制御できることと、バンドギャップ不変のまま、仕事関数を広範囲に制御し得ること明らかにした。さらにデバイスへの応用として電析CuSCNを用いた薄膜ダイオードを作製評価した。高い整流性と共に、仕事関数の変動に呼応してオンセット電圧が変動し、電析法によるエネルギー構造制御がデバイス特性に反映されることが明らかとなった。また、電析CuSCNをホール輸送層に用いた有機EL素子を作製評価を行った。Cu2+過剰浴からの電析で価電子帯を浅くすることで動作電圧の低減と発光効率が向上することが分かり、発光層に適合したCuSCNのエネルギー構造制御が可能であることを示した。一方、鉛ハライドペロブスカイト太陽電池ではホール抽出層にCuSCN電析膜を用い、デバイス特性への影響を調べた。ELの場合とは逆に、SCN-過剰浴からの電析で価電子帯を深くすることで、開回路電圧と変換効率の向上が果たせることが確認された。上記の成果より塗布法では不可能な電析法独自の機能制御の余地の大きさと、それがデバイス性能向上への有効な手段となることを明らかにした。

In this study, the correlation analysis of film formation conditions, basic physical properties, crystallinity, optical properties, and organic structure of CuSCN, the application of organic EL injection layers, and the control methods of organic EL characteristics in solar cells were investigated. The membrane structure and physical properties of the membrane are analyzed by the combination of the control factors of the membrane structure and physical properties. Investigation of the influence of solvent on substrate, potential and CuSCN film concentration in the bath, especially on Cu2 +: SCN-raw material concentration ratio, morphology, crystal orientation, crystal ratio, etc. For the first time in a long time, we have been working on the development of CuSCN. High rectification, high voltage, high Electrolytic CuSCN transport layer is used as an organic EL element. Cu2 +-doped silicon oxide film is suitable for CuSCN production. The influence of CuSCN electrolyte film on the properties of solar cells was investigated. In EL situations, on the contrary, the current through the SCN-bath can be extended to a deeper level, which confirms the upward effect of open-loop voltage and conversion efficiency. The above results show that the coating method is impossible to control the function of the electroanalysis method alone.

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Tuning of Morphological, Crystallographic and Optoelectronic Properties of CuSCN By Electrodeposition for Device Applications

通过电沉积调节 CuSCN 的形态、晶体学和光电性能以用于器件应用

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kyota Uda;Tensho Nakamura,Yuki Tsuda;Lina Sun;Yoshiyuki Suzuri;Tsukasa Yoshida,
通讯作者：
Tsukasa Yoshida,

Tuning of Morphological, Crystallographic and Optoelectronic Properties of CuSCN By Electrodeposition

通过电沉积调节 CuSCN 的形态、晶体学和光电性能

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kyota Uda;Tensho Nakamura,Yuki Tsuda;Lina Sun;Yoshiyuki Suzuri;Tsukasa Yoshida
通讯作者：
Tsukasa Yoshida

Electrochemical Self-Assembly of CuSCN/4-Cyano-4’-(N’-methyl)Stilbazolium Hybrid Thin Films

CuSCN/4-Cyano-4-(N-甲基)芪唑杂化薄膜的电化学自组装

DOI：
10.1149/09707.0457ecst
发表时间：
2020
期刊：
ECS Transactions
影响因子：
0
作者：
Tsuda Yuki;Suzuki Toru;Nakamura Tensho;Uda Kyota;Okada Shuji;Yamakado Ryohei;Stadler Philipp;Yoshida Tsukasa
通讯作者：
Yoshida Tsukasa

Optical Properties of CuSCN/Stilbazolium Dye Hybrid Thin Films

CuSCN/芪唑鎓染料混合薄膜的光学性质