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有機薄膜太陽電池への応用を目指した新規π共役化合物の創製

创造用于有机薄膜太阳能电池的新型π共轭化合物

基本信息

批准号：
13J01696
负责人：
陣内青萌
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は有機薄膜太陽電池におけるアクセプター材料への応用を指向した新規π共役化合物の創製である．現在，有機薄膜太陽電池においてフラーレン誘導体以外で良好な特性を示すアクセプター材料の種類は限られており，材料設計の指針となる分子構造，物性，およびデバイス特性との関係について明らかとすることが至要な課題となっている．該研究員は前年度までに，ベンゾチアジアゾールを電子求引性ユニットとするアクセプター材料を用いて薄膜のロンドン分散力と光電変換特性との関係性を明らかとした．そこで本年度は，屈曲したナフトジチアジアゾールを電子求引性ユニットに用いたアクセプター材料を設計し，その薄膜物性と太陽電池特性について評価を行った．その結果，該材料はベンゾチアジアゾールをベースとした材料と同様に大きなロンドン分散力を示したが，その太陽電池特性は低い水準に留まった．これらの材料に対して薄膜物性を解析した結果，電荷分離を担う電子求引性ユニットがドナー/アクセプター界面近傍に配列している事が重要であると示唆された．本結果をもとに，当該研究課題当初の開発構想であった立体的構造を特徴とするアクセプター材料の開発を推進した．具体的には，ペリレンジイミドを電子受容性ユニットに使用し，分子中央ユニットとしてピレンやテトラフェニルメタン，スピロビフルオレンを有する材料を設計し，電子受容性ユニットがアクセプター相界面に露出しやすい新規アクセプター材料の創製を試みた．実際にこれらのアクセプター材料の薄膜を作製し，その表面自由エネルギーを見積もったところ，大きなロンドン分散力を示したアクセプター材料はいずれも良好な太陽電池特性を示した．本研究で明らかとした分子の薄膜界面における分子配列と太陽電池特性の関係は，新規アクセプター材料の設計において重要な情報を提供するものである．

The purpose of this study is to develop novel active compounds for organic thin film solar cells. At present, organic thin film solar cells have good characteristics except for inducers. The types of materials are limited, and the design of materials is guided by molecular structure, physical properties, and characteristics. The researcher studied the relationship between the dispersion force and photoelectric conversion characteristics of thin films in the past year. This year, we will conduct research on the design and evaluation of thin film physical properties and solar cell characteristics for electronic properties. As a result, the solar cell characteristics of the material are low, and the dispersion force of the material is high. As a result of the analysis of the physical properties of these materials, the charge separation is important for the electron selectivity. The results of this study are helpful for the development of three-dimensional structures and materials. Specifically, the design of materials with electron capacitive properties, the design of electron capacitive properties, the electron capacitive properties, the design of electron capacitive properties, the design of electron capacitive properties, the electron capacitive properties, the design of electron capacitive properties, the electron capacitive properties, the design of electron capacitive properties, the design of electron capacitive properties, the electron capacitive properties, the design of electron capacitive properties, the electron capacitive properties, the design of electron In the meantime, the thin film of the material is prepared, and the surface free growth is observed. The large dispersion force is shown in the thin film of the material. This study reveals the relationship between molecular alignment and solar cell characteristics at the interface of thin films and provides important information for the design of new materials.