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極微量ドーピング有機薄膜太陽電池の開発

超微量掺杂有机薄膜太阳能电池的研制

基本信息

批准号：
15J07188
负责人：
大橋知佳
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The Graduate University for Advanced Studies
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J07188/
关键词：
有機半導体ドーピングホール効果有機トランジスタ太陽電池

项目摘要

2016年度は、有機単結晶への極微量ドーピング効果について基礎的に解明するため、有機FETによる移動度評価に取り組んだ。有機単結晶にはルブレンを、ドーパントにはアクセプターとして塩化鉄を用いた。ルブレン分子を低速で蒸着することで、ルブレン単結晶基板上に結晶成長させ（ホモエピタキシャル成長）、同時に回転円板シャッターを用いた極超低速蒸着技術を駆使して、塩化鉄を蒸着し、ルブレン単結晶膜にドーピングした。今回、FET移動度（μFET）の温度依存性を測定することで、ドーピングに伴って形成される欠陥がトラップとして働き、有機単結晶のドーピング効率を低下させていることを明らかにした。ドーピング濃度を0から500 ppmまで増大していくと、μFETは0.52から2.3 x 10-3 cm2V-1s-1まで減少した。さらに25から50℃の温度領域において、Arrhenius型の温度依存性を示した。今回、観測したμFETは、正孔がトラップに滞在する時間を含んだドリフト移動度と見なせ、傾きからトラップの活性化エネルギー（Ea）を算出できる。500 ppmではEa = 0.37 eVと決定でき、Eaはアクセプター準位よりもかなり深い位置にあることが分かった。塩化鉄1分子のドーピングに対して、格子欠陥に由来するトラップが9割以上の割合で形成され、発生した正孔を捕獲するため、ドーピング効率が低下するモデルを提出した。有機単結晶に効率良くドーピングするためには、トラップを抑制しながらドーピングできる作製方法（アニール処理等）や新たなドーパントの開発がさらに必要であるという知見を得ることが出来た。

In 2016, the amount of organic single crystal particles was determined according to the basic solution and the mobility of organic FET. Organic crystals are used in the production of iron. Crystal growth on a crystal substrate and a silicon substrate are achieved by using ultra-low-speed evaporation technology. The temperature dependence of FET mobility (μFET) was measured in this paper. The temperature dependence of FET mobility was measured in this paper. The temperature dependence of FET mobility was measured in this paper. The concentration of the uFET increases from 0 to 500 ppm and decreases from 0.52 to 2.3 x 10-3 cm2V-1s-1. The temperature dependence of Arrhenius type is shown in the temperature range from 25 ℃ to 50℃. This time, the measurement of μFET, positive hole, delay time, including the mobility, tilt, activation and activation time (Ea) is calculated. 500 ppm Ea = 0.37 eV The formation and growth of iron 1 molecules are due to the low efficiency of lattice formation and formation of positive pores. The organic crystal rate is good, and the production method is good.