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新規機能性π電子化合物の合成と光機能発現

新型功能性π电子化合物的合成及光功能的表达

基本信息

批准号：
07J09306
负责人：
柴野佑紀
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyushu University (2008)Kyoto University (2007)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、太陽エネルギーの有効活用の観点から、有機薄膜太陽電池が安価かつフレキシブルな次世代太陽電池の候補の一つとして注目されている。その中で、ペリレンジイミド(PDI)は優れた光捕集能を有し、安定なn型半導体として幅広く用いられているが、電子供与性が低いためにp型半導体として用いることは一般に困難である。そこで本研究では、電子供与性基を導入したPDIを合成し、それをp型半導体として用いた有機薄膜太陽電池の作製を行った。p型半導体として、ピロリジン基、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、カルバゾール基の電子供与基を有するPDIを合成した。いずれの化合物も溶液中で600から750nm付近および450nm付近に強い吸収を示し、可視部の光を効率よく捕集することがわかった。これらの化合物をITO表面にスピンコート法で製膜し、さらにn型半導体としてフラーレン、励起子拡散阻止層としてBCP、陰極としてアルミニウムを蒸着したデバイスを作製した。電子供与基としてピロリジン基、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基を有するPDIを用いた素子は、PDIの吸収帯に相当する波長で光電変換能を示し、PDIがフラーレンに対してドナーとして働いていることがわかった。一方、カルバゾール基を置換基に有するPDIは光電変換能を示さず、置換基の電子供与性によってPDIの電子ドナー性を制御できることがわかった。しかしながら、光電変換能を示した素子の変換効率は、最大で0.3%と比較的低い値であり、外部量子収率も最大で12%程度の値であった。電子ドナー性PDIを用いた有機薄膜トランジスタのホール移動度は10^<-7>cm^2/Vs程度であり、p型半導体としてよく用いられているフタロシアニン系色素より4桁ほど小さい値であった。このことから、PDIを用いた素子の変換効率は、PDIの低いホール輸送能によって比較的低い値に留まったと考えられ、今後、移動度の向上を目指した分子設計を検討する。

In recent years, solar cells have been used effectively, and organic thin film solar cells have become a candidate for next generation solar cells. In the middle of the spectrum, the light trapping energy is stable, the electron supply is low, and the p-type semiconductor is difficult to use. In this paper, we study the synthesis of p-type semiconductor and organic thin film solar cells. p-type semiconductors are synthesized by the following methods: electron donor, electron acceptor, electron acceptor and electron acceptor. In the solution of these compounds, there is strong absorption at 600 nm to 750 nm and strong absorption at 450nm. The compound is prepared by the ITO surface coating method, and the n-type semiconductor is prepared by the BCP and the cathode coating method. The electron supply base, the electron absorption base, the electron absorption base, the electron conversion base, the electron absorption base, the electron absorption base, A single, single The maximum conversion efficiency of the photoelectric conversion energy is 0.3% and the maximum conversion efficiency of the photoelectric conversion energy is 12%. The mobility of organic thin films for electronic PDI applications is 10 cm^2/Vs, and the mobility of organic thin films for p-type semiconductors is 10 <-7>cm^2/Vs, and the mobility of organic thin films for electronic PDI applications is 10 cm^2/Vs. The change rate of PDI and PDI is lower than that of PDI.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

電子ドナー性ペリレンジイミドを用いた有機薄膜太陽電池

使用给电子苝二酰亚胺的有机薄膜太阳能电池

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
柴野佑紀;今堀博;安達千波矢
通讯作者：
安達千波矢

Oligosilane chain-length dependence of electron transfer of zinc porphyrin-oligosilane-fullerene molecules

DOI：
10.1021/jp066749z
发表时间：
2007-04-26
期刊：
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A
影响因子：
2.9
作者：
Sasaki, Mikio;Shibano, Yuki;Ito, Osamu
通讯作者：
Ito, Osamu

Photoinduced Electron Transfer in Electron-Rich Perylenediimide-Fullerene Dyad

富电子苝二酰亚胺-富勒烯二元组中的光致电子转移

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
柴野佑紀・梅山有和・俣野善博・N.V.Tkachenko;H.Lemmetyinen・荒木保幸・伊藤攻・今堀博
通讯作者：
H.Lemmetyinen・荒木保幸・伊藤攻・今堀博

Large reorganization energy of pyrrolidine-substituted perylenediimide in electron transfer

DOI：
10.1021/jp068893q
发表时间：
2007-03
期刊：
Journal of Physical Chemistry C
影响因子：
3.7
作者：
Y. Shibano;T. Umeyama;Y. Matano;N. Tkachenko;H. Lemmetyinen;Y. Araki;O. Ito;H. Imahori
通讯作者：
Y. Shibano;T. Umeyama;Y. Matano;N. Tkachenko;H. Lemmetyinen;Y. Araki;O. Ito;H. Imahori

Electron-donating perylene tetracarboxylic acids for dye-sensitized solar cells.