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ドナー-アクセプター超分子構造解析のための固体NMR法の開発

开发用于供体-受体超分子结构分析的固态核磁共振方法

基本信息

批准号：
21655068
负责人：
梶弘典
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21655068/
关键词：
超分子固体NMR ドナー-アクセプター太陽電池

项目摘要

有機薄膜太陽電池における光電変換は、光吸収により形成された励起子がドナー-アクセプター(D-A)界面へ拡散し、そこで正孔と電子に分離してドナー層、アクセプター層を介して、それぞれ電極から外部へ取り出される過程を経る。したがって、混合膜中のD-Aの相溶性やD-A界面に関する研究は、非常に重要である。当該年度は、固体NMRにおける化学シフトからの検討を行った。ドナー材料としてrr-P3HTを、アクセプター材料としてC_<60>を用い、これらの混合膜を作製した。C_<60>のみ、rr-P3HT:C_<60>=35:65、50:50、および75:25wt%混合膜に対するNMR測定を行ったところ、144.1ppmに現れるC_<60>共鳴線に対して、35:65wt%混合膜では、144.1ppmの共鳴線に加えて、0.34ppm高磁場シフトした共鳴線が観測された。また、50:50、75:25wt%混合膜では、144.1ppmの共鳴線は消失し、それぞれ0.42, 0.55ppm高磁場シフトした共鳴線のみが観測された。この結果は、35:65wt%混合膜中では一部のC_<60>が、50:50, 75:25wt%混合膜中ではすべてのC_<60>がrr-P3HTと分子レベルで相互作用していることを示している。また、これらの高磁場シフトは、rr-P3HTからC_<60>へ電子が移動している可能性を示唆する。さらに、150℃、30分間熱処理した混合膜に対しても測定を行った結果、すべての混合膜に対して、シフト量は極めて小さくなった。この結果は、熱処理によってrr-P3HTとC_<60>が分子レベルで脱混合していることを明示している。以上、本研究により、固体NMRによりD-A間の分子レベルでの情報が得られることがわかった。今後、この手法で得られた知見と有機太陽電池特性との相関を得ることにより、さらなる特性を有する有機太陽電池開発に役立てたいと考えている。

Organic thin film solar cell における photoelectric variations in は, light absorption 収により form された excitation screwdriver がドナー - アクセプター (D - A) interface へ company し, そこで is し hole と electronic に separation てドナー layer, アクセプターを dielectric layer して, それぞれ electrode から external へり out される process を経る. The research on する related to the <s:1> solubility of D-A <s:1> in mixed films や and the D-A interface に is extremely に important である. In that year, シフト, solid-state NMRにおける, chemistry シフトシフトら, <s:1> 検 discuss を and った. ドナー material として rr - P3HT を, アクセプター material として C_ < > 60 をい, これらのを of the hybrid film system した. C_ < > 60 のみ, rr - P3HT: C_ < 60 > = 5, 50:50, および 75:25 wt % hybrid membrane にす seaborne る NMR measurement line をったところ, 144.1 PPM に now れる C_ < > 60 chord line にし seaborne て, sith 5 wt % hybrid membrane では, 144.1 PPM のに chord line Add えて, 0.34ppm high magnetic field シフトたた resonance line が観 to measure された. また, 50:50, 75:25 wt % hybrid membrane では, 144.1 PPM の resonance line disappear はし, それぞれ 0.42, 0.55 PPM high magnetic field シフトした chord line のみが観 measuring された. この result は, sith 5 wt % in the hybrid membrane では a の C_ < > 60 が, 50:50, 75:25 wt % in the hybrid membrane ではすべての C_ < > 60 が rr - P3HT と molecular レベルで interaction していることを shown している. また, これらの high magnetic field シフトは, rr - P3HT から C_ < > 60 へ electronic が mobile していをる possibility in stopping する. さらに, 150 ℃, 30 points between hot 処した hybrid membrane にし seaborne ても measurement line をった results, すべての hybrid membrane にし seaborne て, シフト quantity は extremely めて small さくなった. この results は, hot 処によって rr - P3HT と C_ < > 60 が molecular レベルで off mixed していることを express している. The above, this study によによ, solid-state NMRによ, D-A <s:1> molecule レベでで <s:1> information が, られるられるとがわったったったったったったったったったったったったったったったったったったったったったったったったったったったったったったったが In the future, この gimmick で must られた knowledge と organic solar cell characteristics との phase masato を have ることにより, さらなる features を have する organic solar cell open 発に servants made てたいと exam えている.