量子化学計算と核磁気共鳴による有機光電変換系の電子状態解析

使用量子化学计算和核磁共振进行有机光电转换系统的电子态分析

• 批准号: 19029025
• 负责人: 梶 弘典
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19029025/
• 关键词: 量子化学計算; 核磁気共鳴; 有機EL; 有機太陽電池; 分子性固体

有機光電変換系における有機材料の基礎的知見を得ることを目的として、下記の結果を得た。正孔輸送材料として広く知られているTPDのHOMOとコンホメーションの相関について、密度汎関数法(DFT)によって検討した。中央部のビフェニレン基と窒素とをつなぐ結合のねじれ角αを0°から90°に変化させるとHOMOはビフェニル基から、窒素および末端のトリル・フェニル基に徐々に移って行くことがわかった。また、α〓60°においてHOMOが分子全体に非局在化していることがわかった。今後、HOMOがビフェニルに局在化している状態(α〓40°)、分子全体に非局在化している状態(α〓60°)、分子の末端部位に局在化している状態(α〓100°)のいずれの状態が分子間ホッピング伝導に好ましいか、実験的に得られた非晶TPDの分子間パッキング構造に基づき計算を進める予定である。ポルフィリン誘導体とC_<60>を用いた有機太陽電池系に関して、IPCE値が59%という高い特性が得られている。一方で、ポルフィリン誘導体における置換基をわずかに変えただけでその特性は大きく低下する。この原因を明らかにするため、固体NMRにより分子レベルでの構造を明らかにすることを試みた。その結果、非晶膜中で、IPCE値の高い系において、ポルフィリン誘導体-C_<60>間でそのモル比が1:2,1:1,2:1および3:1の化学定量比を保持した超分子構造が形成されていることが明らかとなった。この結果は、DFT計算からも支持された。また、これらの超分子化によりポルフィリンからC_<60>へ電子が移動していることも明らかとなった。一方、IPCE値の低い系では超分子化は発達しておらず、有機太陽電池の特性変化の原因を明らかにすることができた。本研究は、本特定領域内の、京都大学工学研究科今堀教授との共同研究として推進した。

The fundamental knowledge of organic photoelectric conversion systems and organic materials has been obtained. The correlation between the HOMO and TPD of the positive pore transport material and the DFT is discussed. The central part of the base of the base.また、α〓60°においてHOMOが分子全体に非局在化していることがわかった。From now on, HOMO is in the state of partial transformation (α = 40°), the whole molecule is in the state of partial transformation (α = 60°), the end of the molecule is in the state of partial transformation (α = 100°), and the state of partial transformation is in the state of intermolecular molecular conduction. Organic <60>solar cell system with high conductivity and high conductivity A simple, simple, and easy way to induce a change in the nature of a molecule The reason for this is that the molecular structure of the solid state NMR system has been investigated. As a result, the stoichiometric ratio <60>of 1:2,1:1,2:1 and 3:1 between amorphous film and IPCE is maintained, and supramolecular structure is formed. The result of this calculation is that DFT calculation is supported by DFT calculation. The supermolecular structure of the electron is changed into the electron structure<60>. On the one hand, the low molecular weight system of IPCE has been developed, and the reasons for the characteristics of organic solar cells have been clarified. This research is conducted jointly by Professor Imahori, Graduate School of Engineering, Kyoto University, in this specific field.

项目成果

有機光電変換材料の固体NMR解析

有机光电转换材料的固态NMR分析

• 发表时间: 2007
• 作者: 家弓尚子;藤ヶ谷剛彦;中嶋直敏;梶 弘典(Invited)
• 通讯作者: 梶 弘典(Invited)

有機半導体材料の固体NMR解析とデバイス応用への展開

有机半导体材料的固态核磁共振分析及器件应用开发

• 发表时间: 2008
• 作者: T. Fujigaya;T. Fukumaru;N.Nakashima;佳山祐造;梶 弘典(Invited)
• 通讯作者: 梶 弘典(Invited)

Effects of porphyrin substituents on film structure and photoelectrochemical properties of porphyrin/fullerene composite clusters electrophoretically deposited on nanostructured SnO2 electrodes.

• DOI: 10.1002/chem.200700446
• 发表时间: 2007-12
• 期刊: Chemistry
• 作者: H. Imahori;M. Ueda;Soonchul Kang;H. Hayashi;S. Hayashi;H. Kaji;S. Seki;A. Saeki;S. Tagawa;T. Umeyama;Y. Matano;Kaname Yoshida;S. Isoda;M. Shiro;N. Tkachenko;H. Lemmetyinen

有機光電変換材料の固体NMRおよびDFT解析

有机光电转换材料的固态NMR和DFT分析

• 发表时间: 2007
• 作者: Imahori;H;et. al.;梶 弘典(Invited);梶 弘典(Invited);梶 弘典(Invited)
• 通讯作者: 梶 弘典(Invited)