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有機半導体の状態密度分布の制御による低照度下でも高効率な太陽電池の創成

通过控制有机半导体的态密度分布，即使在低照度下也能创建高效太阳能电池

基本信息

批准号：
22K05262
负责人：
中野恭兵
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
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

项目摘要

本研究では，光量によらずに高い光電変換効率を示す有機薄膜太陽電池の創成を目標とし，有機半導体の状態密度分布エンジニアリングでその実現を目指す。昨年度は、有機半導体の状態密度分布を超高感度に計測する手法を用いて、状態密度分布の幅が電界効果トランジスタの特性をどのように決めるのかを明らかにした。高分子半導体の電荷移動度は状態密度の幅が狭くなるほど高くなることが見出された。したがって、太陽電池中で効率的に電荷を取り出すためには、高分子電子ドナー材料の状態密度分布幅を狭く(＝移動度を高く)する方針が適当である。この結果はSmall誌にて報告した（DOI:10.1002/smll.202205570）。高効率な有機太陽電池の光電変換特性を光強度を変えながら測定した。短絡電流は光強度に線形に依存する自然なふるまいを示した。一方、開放電圧とフィルファクタは光強度が減少すると急激に減少した。開放電圧と照射光強度の間には指数関数的な依存性があるが、光量が弱くなったある時点からこの依存性から外れ、大きく減少する。この原因は、光強度が弱い時に光が作る電流と、暗状態で半導体中を流れる電流が同程度になるためである。言い換えると、太陽電池におけるシャント抵抗が不足している、もしくは不要なリーク電流が大きい。このリーク電流を低減すれば、低光強度下でも開放電圧・フィルファクタの大幅な減少が避けられるはずである。このリーク電流の原因が半導体材料の内因的な特性にあるのか、それとも素子構造に依存した外因的なものなのか検証しているところである。

In this study, the optical density measurement shows that the airborne thin film overload cell becomes an optical cell, and the density distribution of the airborne half-body shows that the target can be detected. In the last year, the ultra-high sensitivity density distribution was used in the calculation of ultra-high sensitivity in the field of electronic industry. in the field of electronic industry, the characteristics of the electronic industry were affected. The charge mobility of polymer semiconductors shows that the density is narrow, and the temperature is very high. The distribution of density of polymer materials is very narrow (= mobility is high), and the density distribution of polymer electronic materials is very narrow. The results show that Small reports are not available (DOI:10.1002/smll.202205570). The characteristics of the optical equipment of the high-rate mobile phone are very high, and the intensity of the light is very high. The light intensity of the short current is dependent on the shape of the current, and the light intensity of the short current is dependent on the shape of the current. On the one hand, turn on the radio and television stations to reduce the intensity of light, reduce the intensity of light, reduce the intensity of emergency, and reduce the intensity of light. Turn on the dependence of the light intensity threshold index of the radiator, the light quantity is weak, the time point is dependent, and the light intensity is low. The reason, the light intensity is weak, the light is used as the current current, and the current current in the dark half of the tank is affected to the same extent. Don't worry about it, don't worry about it, don't talk about it. Under the condition of low temperature and low light intensity, when the current is operated at low temperature and low light intensity, there is a large amount of room temperature to avoid it. The characteristics of semiconducting materials due to the internal causes of current currents, the internal causes of semimetallic materials, and the factors that depend on the external factors.