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有機/有機ヘテロ接合界面における欠陥準位のXPS観測

有机/有机异质结界面缺陷水平的 XPS 观察

基本信息

批准号：
15760018
负责人：
櫻井岳暁
金额：
$ 2.37万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、接合界面のポテンシャルが欠陥準位に蓄積する電荷によって変化することに着目し、これを直接XPSで観測するバイアス印加XPS法を用い、有機/有機ヘテロ接合界面の欠陥準位を検出することを目指している。また、測定試料としてフタロシアニン(H_2Pc)の正孔輸送層、PTCDAの電子輸送層、そして金属電極からなる有機薄膜太陽電池構造を選択し、界面準位とデバイス(太陽電池)特性の相関を明らかにすることを目指している。ただし、H_2Pcは基板の種類によって配向が変化することが知られており、また、配向の変化に伴い有機/有機ヘテロ界面の分子間相互作用ならびに界面準位の変化することが予想される。従って、本研究では分子配向制御法を確立した上で、配向を制御した有機ヘテロ接合の界面準位の計測を行うことを目指した。具体的には、ガラス基板ならびに透明導電膜上にPTCDA配向膜を形成し、その上にH_2Pc薄膜を形成することで、基板上のH_2Pc薄膜の配向制御を試みた。通常、これらの基板上にH_2Pc薄膜を直接形成した場合、基板-分子間相互作用が弱いためH_2Pc分子面は基板表面に対し垂直方向に配向するが、PTCDA配向膜上のH_2Pc薄膜では、H_2Pc-PTCDA間に働く強い相互作用を利用して、H_2Pc分子面が平行に配向する(α-H_2Pc構造のb軸が基板に対し垂直に配向する)様子が観察された。また、PTCDA配向膜の膜厚を5Åまで薄くした時にも、H_2Pc薄膜の配向を制御できることが明らかになった。さらに、H_2Pc分子面が基板に対し平行に配向したH_2Pc/PTCDA/glass構造では、垂直に配向したH_2Pc/glass構造に比べ光吸収係数の増大する様子が観測され、分子配向の制御がデバイス特性の向上に不可欠であることを示した。現在、H_2Pcの分子配向を変化させた有機太陽電池構造における界面準位の計測を行っている。

In this study, the charge accumulation at the junction interface was investigated by direct XPS. The structure selection and interface alignment of organic thin film solar cells with positive pore transport layer, electron transport layer of PTCDA and metal electrode are discussed in detail. H_2Pc substrate type, alignment change, molecular interaction at organic/organic interface, and alignment change at interface are expected. In this study, molecular alignment control methods were established and alignment control methods were used to measure the interface alignment of organic bonds. In detail, the formation of PTCDA alignment film on the substrate and the formation of H_2Pc thin film on the substrate were studied. In general, when H_2Pc thin films are formed directly on substrates, the substrate-molecule interaction is weak, the H_2Pc molecular plane is aligned vertically to the substrate surface, and the H_2Pc thin films on PTCDA alignment films are observed when the H_2Pc molecular plane is aligned vertically to the substrate surface (α-H_2Pc structure b axis). The film thickness of PTCDA alignment film is 5 mm, and the alignment of H_2Pc thin film is 5 mm In addition, H_2Pc molecular plane is aligned parallel to the substrate, and H_2Pc/PTCDA/glass structure is aligned perpendicular to the substrate, and the absorption coefficient of H_2Pc/glass structure is larger than that of H_2Pc/glass structure. At present, the molecular alignment of H_2Pc is changing and the structure of organic solar cells is being measured.

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Influence of 3,4,9,10-perylene Tetracarboxylic Dianhydride Intermediate Layer on Molecular Orientation of Phthalocyanine

3,4,9,10-苝四甲酸二酐中间层对酞菁分子取向的影响

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics part 1 44・4A(印刷中)
影响因子：
0
作者：
Takeaki Sakurai;Shunsuke Kawai;Ryosuke Fukasawa;Jo Shihata;Katsuhiro Akimoto
通讯作者：
Katsuhiro Akimoto

PTCDA配向膜による有機半導体薄膜の配向制御

使用PTCDA取向膜控制有机半导体薄膜的取向