導電性高分子/C_<60>複合体の光生成キャリアーダイナミクスと太陽電池の基礎研究

导电聚合物/C_<60>复合材料及太阳能电池光生载流子动力学基础研究

• 批准号: 16760010
• 负责人: 丸本 一弘
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760010/
• 关键词: 導電性高分子; C60複合体; 光誘起電荷分離; 有機薄膜太陽電池; ポーラロン; 電子スピン共鳴; 光伝導; デバイス構造; キャリアーダイナミクス

導電性高分子/フラーレン複合体は、高効率光誘起電荷分離を示し、有機薄膜太陽電池としての研究も行われている。我々は、導電性高分子、立体規則性ポリアルキルチオフェン(RR-PAT)を用いたRR-PAT/C_<60>複合体を作製し、光誘起電子スピン共鳴(LESR)法などにより光生成キャリアーである非線形素励起ポーラロンを研究してきた。本研究の目的は、導電性高分子/C_<60>複合体のデバイス構造を作製し、光生成キャリアーのダイナミクスをLESRと光伝導を用いて明らかにし、変換効率との相関を調べることである。本年度は第一に、RR-PATや青色発光性高分子ポリフルオレン(PFO)などを用いて、導電性高分子/C_<60>複合体の薄膜を作製し、光生成キャリアーのダイナミクスをLESR法で研究した。RR-PAT/C_<60>複合体では、これまで我々が発見してきた光生成キャリアーの新奇な4分子再結合過程を、異なるアルキル基側鎖長を持つRR-PATを用いた複合体で確認し、国際会議(ICSM2004)で報告した。また、PFO/C_<60>複合体にも研究を展開し、光生成キャリアーの2分子再結合過程を明らかにした。第二に、RR-PAT/C_<60>複合体を用いて、透明ITO電極とアルミニウムまたは金電極によるサンドイッチ構造を作製し、光伝導法で研究を行った。そして、RR-PATの光伝導におけるC_<60>の複合化による効果を明らかにし、光伝導の増強がLESRでの増強と一致することを見出すとともに、電極近傍における光キャリアーの生成機構を解明した。第三に、デバイス構造中のキャリアーの電子状態を研究するために、RR-PATを用いて金属・絶縁体・半導体構造を作製して電場誘起ESR測定を行った。そしてデバイス中に電界注入されたポーラロンのスピン状態をその場観測することに初めて成功した。

Conductive polymer/polymer composites are highly efficient photoinduced charge separation, and organic thin film solar cells are being studied. The preparation of RR-PAT/C_<60>complex by using photoinduced electron resonance (LESR) method is studied in this paper. The purpose of this study is to control the structure of conductive polymer/C_<60>composites, to generate light, to change the efficiency, and to modulate the correlation between LESR and photoconductive properties. This year, the first study on the preparation of conductive polymer/C_(2) <60>composite films by the LESR method was carried out. RR-PAT/C_<60>complexes were identified and reported at an international conference (ICSM2004). The study of PFO/C_<60>complex was carried out, and the process of light generation and molecular recombination was clarified. Second, the application of RR-PAT/C_<60>complex, transparent ITO electrode, transparent ITO electrode, transparent ITO electrode The results of the recombination of the RR-PAT <60>optical waveguide and the enhancement of the LESR optical waveguide are shown in the following paragraphs. Third, the study of electronic states in metal, insulator and semiconductor structures, and the measurement of ESR induced by electric field The first phase of the electric field injection is successful.

项目成果

Quadrimolecular recombination kinetics of photogenerated positive polarons and C_<60>^- radical anions in regioregular poly(3-alkylthiophene)/C_<60> composites measured by light-induced ESR

光诱导ESR测量立体规则聚(3-烷基噻吩)/C_<60>复合材料中光生正极化子和C_<60>^-自由基阴离子的四分子复合动力学

• 期刊: Synthetic Metals in press
• 作者: S.Ukai;K.Marumoto;et al.;K.Marumoto et al.
• 通讯作者: K.Marumoto et al.

Electron spin resonance observations of field-induced polarons in regionregular poly(3-octylthiophene) metal-insulator-semiconductor diode structures

区域规则聚（3-辛基噻吩）金属-绝缘体-半导体二极管结构中场致极化子的电子自旋共振观察

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan 73・7
• 作者: 丸本一弘;黒田新一;K.Marumoto et al.
• 通讯作者: K.Marumoto et al.

Field-effect characteristics in regioregular poly(3-alkylthiophene)s

立体规则聚(3-烷基噻吩)的场效应特性

• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics in press
• 作者: S.Ukai;K.Marumoto;et al.
• 通讯作者: et al.

ESR observations of electric-field-induced polarons in regioregular poly(3-alkylthiophene)s in MIS diode structures

MIS 二极管结构中立体规则聚（3-烷基噻吩）中电场诱导极化子的 ESR 观察

• 发表时间: 2005
• 期刊: Synthetic Metals 154
• 作者: K. Marumoto;Y. Muramatsu;S. Ukai;H. Ito and S. Kuroda
• 通讯作者: H. Ito and S. Kuroda

高移動度導電性高分子ポリチオフェンのMIS構造を用いた電界注入ポーラロンのESR観測

利用高迁移率导电聚合物聚噻吩的MIS结构进行电场注入极化子的ESR观察

• 发表时间: 2005
• 期刊: 電子スピンサイエンス学会誌 第3巻第1号
• 作者: 丸本一弘;黒田新一
• 通讯作者: 黒田新一