電気伝導性と発光特性を兼ね備えた峡バンドギャップ配位高分子の開発

兼具导电性和发光性能的带隙配位聚合物的开发

• 批准号: 22K05148
• 负责人: 大久保 貴志
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kindai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05148/
• 关键词: 配位高分子; 電気伝導性; 発光特性

配位高分子は金属イオンが有機架橋配位子からなる無機・有機複合材料であり、本研究では電子デバイスへの応用を目的として、これまで様々な導電性配位高分子を合成してきた。今回特に、薄膜太陽電池への応用を目指し、電気伝導性と発光性を兼ね備えた峡バンドギャップ配位高分子を開発する。すなわち、半導体材料を薄膜太陽電池の活性層として活用し、高効率化を実現するためには、そのキャリア移動度とバンドギャップ制御に加えて、光励起によって生じた励起子が熱失活せずにドナー・アクセプター界面まで到達できる発光性材料を用いる必要がある。このような観点から合成された配位高分子はこれまでになく、本研究では高いキャリア移動度を示しなおかつ発光する峡バンドギャップ配位高分子を合成し、薄膜太陽電池へと応用することで、配位高分子における新たな研究領域の開拓を目指している。2022年度はフッ素を置換基として有するキノリン誘導体や1,5-Naphthyridineや4,7-Phenanthrolineなどの架橋配位子を用いて配位高分子を合成し、構造を決定した。その物性を評価した結果、これらはいずれも導電性と発光性を兼ね備えた配位高分子であった。特に、フッ素を置換基として有するキノリン誘導体を配位子として用いた配位高分子は、すり潰すことによって発光色が変化するメカノクロミック特性を示した。また、峡バンドギャップ配位高分子を合成するために、ジケトピロロピロールを骨格に有する配位子を合成した。この配位子と基板上に成膜したヨウ化銅(I)とを反応させることで、基板表面で直接配位高分子薄膜を作製し、有機薄膜太陽電池素子を作製したところ、配位子の吸収による光電変換を示すことを確認することができた。

Coordination polymers are organic bridging ligands, inorganic and organic composite materials. In this study, conductive coordination polymers are synthesized for electronic and functional purposes. In this paper, thin film solar cells are used to indicate the development of electrical conductivity and light transmittance. The active layer of thin film solar cell is used for semiconductor materials, and the high efficiency is realized. The mobility of thin film solar cell is increased. The excitation is generated by thermal inactivation. The interface of thin film solar cell is reached. The light-emitting material is used. The synthesis of coordination polymers has been studied in this paper. The results show that the high mobility of coordination polymers can be used to synthesize thin film solar cells. The new research field of coordination polymers is pointed out. In 2022, the structure and synthesis of 1,5-Naphthyridine, 4,7-Phenanthroline and bridging ligands were determined. The results of physical properties evaluation, electrical conductivity and optical properties of coordination polymers In particular, the substitution group of the ligand is used to induce the change of the color of the polymer. A new type of ligand was synthesized. The ligand is formed on the substrate, and the copper (I) film is directly coordinated on the substrate surface. The organic thin film solar cell element is manufactured. The absorption of the ligand and the photoelectric conversion are confirmed.

项目成果

発光性配位高分子の薄膜化および電子デバイスへの応用

发光配位聚合物的薄膜形成及其在电子器件中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 中野蒼太;西山智貴;田中啓裕;射場日有人;前川雅彦;黒田孝義;大久保貴志
• 通讯作者: 大久保貴志

Magnetic properties and electronic state of di-nuclear cobalt complexes containing unique asymmetric tetraoxolene ligand

含有独特不对称四氧乙烯配体的双核钴配合物的磁性和电子态

• 发表时间: 2022
• 作者: Naohiro Takahashi;Takuto Mibu;Yusaku Suenaga;Masahiko Maekawa;Takayoshi Kuroda-Sowa;Takashi Okubo
• 通讯作者: Takashi Okubo

Synthesis, Crystal Structures and Characterization of Nickel(II) Complexes with Dithiobenzoate Derivatives

• DOI: 10.1016/j.rechem.2022.100470
• 发表时间: 2022-08
• 期刊: Results in Chemistry
• 影响因子: 2.3
• 作者: T. Nishiyama;Naohiro Takahashi;Takuto Mibu;M. Maekawa;T. Kuroda–Sowa;Y. Suenaga;T. Okubo

ジケトピロロピロール誘導体を用いた金属錯体の合成と有機薄膜太陽電池への応用

二酮吡咯并吡咯衍生物合成金属配合物及其在有机薄膜太阳能电池中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 髙橋直大;三輪勇貴;中野蒼太;田中仙君;前川雅彦;黒田孝義;大久保貴志
• 通讯作者: 大久保貴志

ヨウ化銅(I)とナフチリジン誘導体からなる配位高分子の合成と物性評価

碘化亚铜与萘啶衍生物配位聚合物的合成及物性评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 田中啓裕;西山智貴;前川雅彦;黒田孝義;大久保貴志
• 通讯作者: 大久保貴志