有機アミン/酸化亜鉛ナノコンポジットの合成と有機太陽電池への応用
有机胺/氧化锌纳米复合材料的合成及其在有机太阳能电池中的应用
基本信息
- 批准号:16K04929
- 负责人:
- 金额:$ 3.08万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:2016
- 资助国家:日本
- 起止时间:2016-04-01 至 2019-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究室ではこれまでに、金属酸化物やアミノ化合物を用いた様々な電子捕集層や捕集電極を開発し、これらを用いた高耐久な素子の大気下作製に成功している。酸化亜鉛は電子捕集層として広く用いられているが、膜表面及び膜中に水酸基が存在しており、水酸基由来のエネルギー準位が光励起により生じた電子のトラップ準位となると考えられている。近年、アミノ化合物を酸化亜鉛に混ぜ込むことで水酸基由来のトラップが減少し、電荷モビリティや素子性能が向上したことが報告されている。そこで本研究では種々アミノ化合物を酸化亜鉛に混ぜ込んだナノ複合体膜を電子捕集層に用いることで、高性能かつ高耐久な素子の作製を試みた。洗浄済みのITO基板上に、sol-gel法により酸化亜鉛/アミンナノ複合体膜を製膜した。その後、有機発電層としてP3HT:PCBM、正孔捕集層としてPEDOT:PSSをスピンコート法により順に製膜し、正孔捕集極としてAuを真空蒸着した。最後に熱アニールを兼ねて被覆材の熱圧着を施すことで素子の完成とした。この素子に擬似太陽光(AM1.5G-100 mW cm-2)を照射しながら電流-電圧(I-V)曲線を測定し、性能評価を行った。白色光照射120分後における各素子の光電変換特性は、ZnOを電子捕集層に用いた素子のPCEは3.12 %であったが、PEI(B)を混ぜ込んだ素子ではJSC値の増加が見られ、PCEが1割程度増加した。BAPではJSC値や素子性能の向上は見られず、分子量が低分子であるためにナノ複合体膜中のBAPの残存率が低く、その結果BAPが十分に機能していないことが示唆された。また原子間力顕微鏡でZnO:PEI(B)ナノ複合体膜表面を観察したところ膜の表面形状の変化が観察され、これによる光閉じ込め効果が期待されこのことがJSC値の向上に大きく寄与していると考察した。
In our laboratory, we have successfully prepared electron trapping layer and collector under high temperature by using metal acid compound and metal acid compound. Acidification lead electron trapping layer, film surface and film water acid group exists, water acid group origin, light excitation, electron generation, water acid group origin, light excitation, electron generation, light emission, light emission. In recent years, there have been reports that the properties of lead compounds have been improved due to the reduction of their acidity and the increase of their molecular weight. In this study, we tried to make a compound that was acidified and lead mixed with a composite film that was used as an electron trapping layer with high performance and durability. Sol-gel method is used to prepare composite films of lead oxide and silicon oxide on ITO substrates. After the organic conductive layer, the P3HT:PCBM, the positive hole trap layer, the PEDOT:PSS, the positive hole trap electrode, and the Au are vacuum evaporated. Finally, the coating material is applied with heat to complete the coating. The current-voltage (I-V) curve was measured under irradiation with simulated sunlight (AM1.5G-100 mW cm-2) and the performance evaluation was conducted. After 120 minutes of white light irradiation, the photoelectric conversion characteristics of each element increased, and the PCE of ZnO and electron trapping layer increased by 3.12%, and the PCE of PEI(B) increased by 1%. BAP is very functional, and its molecular weight is very low. The surface of ZnO:PEI(B) complex film was observed by atomic force microscope. The surface shape of ZnO: PEI (B) complex film was observed by optical microscope.
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)
Mechanistic insight on light soaking effect observed in inverted polymer solar cells
倒置聚合物太阳能电池中观察到的光浸泡效应的机理见解
- DOI:
- 发表时间:2016
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:大畑 貴裕;T. Kuwabara
- 通讯作者:T. Kuwabara
Mechanistic Investigation into the Light-Soaking Effect Observed in Inverted Polymer Solar Cells Using Indium Tin Oxide Electrodes Modified By Piperazine Derivatives
使用哌嗪衍生物修饰的氧化铟锡电极在倒置聚合物太阳能电池中观察到的光浸泡效应的机理研究
- DOI:
- 发表时间:2016
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:T. Kusumi; K. Fujimori; T. Kuwabara; T. Yamagucji; T. Taima; K. Takahashi; V. A. Suci Atina; K. Marumoto
- 通讯作者:K. Marumoto
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