有機強誘電体薄膜の積層化にる異常光起電力セルの高効率化

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1)異常光起電力効果と自発分極量との相関性:光電流の測定を種々のVDF分率(即ち、キュリー点が異なる)の(VDF/TrFE)共重合体試料を対象に、その温度依存性を調べた。光電流は分極量が減少し始める温度域で観測されなくなり、その消失温度はキュリー点の上昇とともに高温域に移行することから、この光電流は強誘電体薄膜試料内部に存在する自発分極に起因する異常光起電力効果に基づくものであることが判明した。2)平行光入射法による光電変換効率の向上:光電変換効率を向上させるためには、対象物における光の吸収度を増加させる必要がある。(VDF/TrFE)共重合体試料の吸収端は紫外光域にあり、可視光領域での光吸収度は小さい。従って、通常の薄膜試料面に対して垂直方向から光を入射する方法ではなく、新たに膜面に平行方向から光を照射する方法を採用した結果、平行入射法における照射単位面積当りの電流値は垂直入射法における値に比べ約1000と著しく向上した。その変換効率の大幅な向上の理由として、入射光をほぼ100%吸収させることが出来ること、更には電極による光吸収損がなくなる利点がまず考えられるが、より基本的には、この異常光起電力効果では光電変換機能は試料内部全域で発生するという発現機構そのものを活用した点にあると考えられる。3)積層化による高電流・高電圧セルの開発:異常光起電力効果にもとずく開放端電圧値は試料の厚みに比例して増大することが示唆されているが、強誘電性有機薄膜の作製厚さは100μm程度に限定される。従って、薄膜試料を積層することにより、より超高電圧または大電流が得られるセル作製の可能性が確認された。4)強誘電性高分子、有機薄膜の構造制御:試料中の結晶構造の完全性、双極子配向制御を目的として、強誘電性高分子に対する圧力効果、超薄膜の分子配向観察に関する基礎研究を行って、種々の成果を得た。