高分子ヘテロ接合場における電荷再結合

聚合物异质结领域的电荷复合

• 批准号: 18750100
• 负责人: 大北 英生
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18750100/
• 关键词: 過渡吸収測定; ヘテロ接合; 電荷再結合; 高分子ブレンド膜; 交互吸着膜; 有機-無機ハイブリッド膜; トラップ; 界面化学修飾; 高分子ブレンド薄膜; べき乗則

前年度に確立した本研究の基盤装置である高感度過渡吸収測定システムのノイズ対策を詳細に行った結果、サブマイクロ秒から秒にわたる広い時間領域に対して10^-6の吸光度変化の検出を実現した。これにより、電荷再結合過程をほぼ全時間領域に対して観測することが可能となった。本年度は、改良した同システムを用いて、1)ポリパラフェニレンビニレン(PPV)とフラーレン誘導体(C60)からなるヘテロ接合膜、2)TiO_2多孔膜とポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)からなる有機-無機ハイブリッド系ヘテロ接合膜における電荷再結合過程を研究対象とした。1)については、交互吸着法により構築したPPV/C60の平面ヘテロ接合膜においても電荷再結合過程はべき乗則にしたがい、バルクヘテロ接合膜と同様に再結合過程は単純な二分子過程ではなく脱トラップ過程律速による二分子反応であることを見出した。また、参照系として用いたバルクヘテロ接合膜では、フラーレンのアニオンのみならずカチオンが生成していることを示唆する結果を前年度に見出した。過渡吸収法の利点を活かし定量解析を行った結果、フラーレンの重量組成が80wt%のブレンド膜では、ブレンド膜に生成した正孔の80%がフラーレンカチオンとして存在することを分光学的に明らかにした。この結果は、フラーレンは電子輸送剤として機能するという従来の考えを覆す興味深い結果である。2)については、TiO2表面への色素修飾効果を過渡分光法によりヘテロ界面での電荷再結合の観点から検討した。その結果、色素修飾によりピコ秒の時間領域でのヘテロ界面での対再結合が効果的に抑制されていることを明らかにした。さら、マイクロ秒から秒にわたる広い時間領域に対しても電荷再結合は抑制されており、色素修飾による光電流の増加は初期の対再結合のみならず長時間領域でのバルク再結合を効果的に抑制した結果、電荷の回収効率が向上したためであることを明らかにすることができた。

The results of the previous study on the high sensitivity of the absorbance measurement were presented in detail. The process of charge recombination and recombination can be detected in the whole time domain. In this year, the following research objects were studied: 1) organic-inorganic hybrid system (PPV), organic-inorganic hybrid system (PPV) and organic-inorganic hybrid system (PPV). 1) The process of charge recombination in PPV/C60 planar junction films is described as a pure two-molecule process. The results of this study were shown in the previous year. As a result of quantitative analysis of the transition absorption method, the weight composition of the film is 80wt% of the film, and 80% of the positive pores are formed in the film. The result of this is that the electron transport function is very interesting. 2) The effect of pigment modification on TiO2 surface was investigated by transition spectroscopy. As a result, pigment modification, time domain, interface, recombination, effect suppression, etc. In addition, in the second domain, charge recombination is suppressed, pigment modification is performed, and photocurrent is increased in the initial stage, and recombination is suppressed in the long domain. As a result, charge recombination efficiency is increased.

项目成果

共役高分子-無機半導体複合壁太陽電池における高効率電荷分離界面

共轭聚合物-无机半导体复合壁太阳能电池中的高效电荷分离界面

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Osa;H. Kanda;T. Yoshizaki;and H. Yamakawa;長 昌史,猿渡伸生,吉崎武尚,山川裕巳;山田 聖,河口知晃,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;河口知晃,山田 聖,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;Y.Kadohashi;中村 泰規;山田 哲也;丸田 悟朗;Hiroaki Benten;Naomi Kudo;Michihiro Ogawa;Michihiro Ogawa;Hideo Ohkita;Jiamo Guo;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Jiamo Guo;大北英生;郭嘉謨;本田哲士;大北英生;増田幸治;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Shunsuke Yamamoto;Hiroaki Benten;山本俊介;本田哲士
• 通讯作者: 本田哲士

Improvement in conductive and photovoltaic properties of layer-by-layer poly (p-phenylenevinylene) thin films by low-temperature conversion

通过低温转化提高层状聚对亚苯基亚乙烯基薄膜的导电和光伏性能

• 发表时间: 2007
• 期刊: Applied Physics Letters 90
• 作者: M. Osa;H. Kanda;T. Yoshizaki;and H. Yamakawa;長 昌史,猿渡伸生,吉崎武尚,山川裕巳;山田 聖,河口知晃,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;河口知晃,山田 聖,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;Y.Kadohashi;中村 泰規;山田 哲也;丸田 悟朗;Hiroaki Benten;Naomi Kudo;Michihiro Ogawa
• 通讯作者: Michihiro Ogawa

過渡分光法によるポリチオフェン系有機太陽電他の励起子およびキャリアーダイナミクスの解明

使用瞬态光谱法阐明聚噻吩基有机太阳能电池中的激子和载流子动力学

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Osa;H. Kanda;T. Yoshizaki;and H. Yamakawa;長 昌史,猿渡伸生,吉崎武尚,山川裕巳;山田 聖,河口知晃,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;河口知晃,山田 聖,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;Y.Kadohashi;中村 泰規;山田 哲也;丸田 悟朗;Hiroaki Benten;Naomi Kudo;Michihiro Ogawa;Michihiro Ogawa;Hideo Ohkita;Jiamo Guo;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Jiamo Guo;大北英生;郭嘉謨
• 通讯作者: 郭嘉謨

フェムト秒過渡分光法によるポリチオフェン系有機太陽電池のキャリアーダイナミクスの解明

使用飞秒瞬态光谱阐明聚噻吩基有机太阳能电池中的载流子动力学

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Osa;H. Kanda;T. Yoshizaki;and H. Yamakawa;長 昌史,猿渡伸生,吉崎武尚,山川裕巳;山田 聖,河口知晃,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;河口知晃,山田 聖,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;Y.Kadohashi;中村 泰規;山田 哲也;丸田 悟朗;Hiroaki Benten;Naomi Kudo;Michihiro Ogawa;Michihiro Ogawa;Hideo Ohkita;Jiamo Guo;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Jiamo Guo;大北英生;郭嘉謨;本田哲士;大北英生;増田幸治;Hideo Ohkita;Kohji Masuda;Shunsuke Yamamoto;Hiroaki Benten;山本俊介;本田哲士;大北英生;小川倫弘;郭嘉謨;小川倫弘;増田幸治;大北英生;大北英生;池田芳史;山本俊介;郭嘉謨
• 通讯作者: 郭嘉謨

Solution-processed multilayered polymer solar cells

溶液加工的多层聚合物太阳能电池

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Osa;H. Kanda;T. Yoshizaki;and H. Yamakawa;長 昌史,猿渡伸生,吉崎武尚,山川裕巳;山田 聖,河口知晃,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;河口知晃,山田 聖,小林邦彦,長 昌史,吉崎武尚;Y.Kadohashi;中村 泰規;山田 哲也;丸田 悟朗;Hiroaki Benten;Naomi Kudo;Michihiro Ogawa;Michihiro Ogawa;Hideo Ohkita;Jiamo Guo;Hideo Ohkita
• 通讯作者: Hideo Ohkita