Development of high-performance organic photovoltaic materials that do not require nanometer-scale phase separation

开发不需要纳米级相分离的高性能有机光伏材料

基本信息

  • 批准号:
    22K19091
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.16万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-06-30 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

有機薄膜太陽電池(OPV)は、有機半導体材料を用いるがゆえに、軽量かつフレキシブルにできる、印刷プロセスが適用できる、鉛などの有害物質が不要である、などの特徴をもつ。このような利点を活かして、シリコン太陽電池では困難な用途においての実用化が可能であり、次世代のエネルギーデバイスとして期待されている。しかし、変換効率が比較的低いことに加え、素子作製の低い再現性や、低い安定性などがOPVの実用化のネックとなっている。本研究では、それらの課題を克服するため、OPVの非フラーレンアクセプター(NFA)材料において、エネルギーギャップ則から生じるジレンマを克服するというアプローチにより、OPV光活性層中のナノスケール相分離構造を不要にする材料を開発することを目的としている。これまでに、チオフェン連結チエノアザコロネン(S-TAC)構造を含むNFAを報告してきた。S-TAC含有NFAは、小さなバンドギャップと長寿命一重項励起子を両立させることが分かっている。本研究では、セレノフェン連結チエノアザコロネン(Se-TAC)構造を含むNFAを新規に開発し、S-TAC含有NFAとの比較を行った。すると、Se-TAC含有NFAのOPV性能はS-TAC含有NFAと比べて大幅に低くなり、チエノアザコロネンに連結する部分の構造が重要であることがわかった。その性能低下の原因を解明するため、近赤外発光スペクトルを測定したところ、S-TAC含有NFA薄膜とは対照的にSe-TAC含有NFA薄膜は蛍光を示さなかった。このことから、Se-TAC含有NFAにおいては、熱的失活あるいは項間交差が促進されて一重項励起子が短寿命化していることが、OPV性能低下をもたらしていることがわかった。
Organic thin film solar cells (OPV) を は, organic semiconductor materials with い る が ゆ え に, 軽 か つ フ レ キ シ ブ ル に で き る, printing プ ロ セ ス が applicable で き る, lead な ど の が don't harmful substances で あ る, な ど の, 徴 を も つ. Live こ の よ う な tartness を か し て, シ リ コ ン solar cell で は difficult な USES に お い て の be in turn may が で あ り, next generation の エ ネ ル ギ ー デ バ イ ス と し て expect さ れ て い る. が し か し, variations in working rate is low い こ と に plus え reproducibility, low element for making の い や, low い stability な ど が OPV の be in turn の ネ ッ ク と な っ て い る. This study で は, そ れ ら の subject を overcome す る た め, OPV の non フ ラ ー レ ン ア ク セ プ タ ー (NFA) material に お い て, エ ネ ル ギ ー ギ ャ ッ プ is か ら raw じ る ジ レ ン マ を overcome す る と い う ア プ ロ ー チ に よ り, OPV light in the active layer の ナ ノ ス ケ ー ル phase separation structure を don't に す る material を open 発 す る こ と を Objective: と て て る る. こ れ ま で に, チ オ フ ェ ン link チ エ ノ ア ザ コ ロ ネ ン を (S - TAC) structure containing む NFA を report し て き た. The S-TAC contains NFA って, small さなバ, ドギャップと, ドギャップと long-life one-weight excitation screwdrivers を, ryota させる, <s:1>, とが and って る parts. This study で は, セ レ ノ フ ェ ン link チ エ ノ ア ザ コ ロ ネ ン を (Se - TAC) structure containing む NFA を new rules に open 発 し, S - TAC contains the NFA と の is line を っ た. す る と, Se - containing TAC NFA の OPV performance は S - TAC contains the NFA と than べ て に sharply lower く な り, チ エ ノ ア ザ コ ロ ネ ン に link す る の tectonic が important で あ る こ と が わ か っ た. そ の の reasons for low performance を interpret す る た め, nearly bare 発 light ス ペ ク ト ル を determination し た と こ ろ, S - TAC contains the NFA film と は polices according に Se - containing TAC NFA film は 蛍 light を shown さ な か っ た. こ の こ と か ら, Se - containing TAC NFA に お い て は, thermal inactivation あ る い は between a job が promote さ れ て a heavy item excitation screwdriver が short life change し て い る こ と が, OPV performance low を も た ら し て い る こ と が わ か っ た.

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)
ポルフィリンコア N-メチル化反応における位置選択性の制御
卟啉核心 N-甲基化反应的区域选择性控制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kikugawa Naoki;Terashima Taichi;Kato Takashi;Hayashi Momoko;Yamaguchi Hitoshi;Uji Shinya;張 浩軒・和田 達帆・梅山 有和・今堀博;田中 楓人・鈴木 航・梅山 有和
  • 通讯作者:
    田中 楓人・鈴木 航・梅山 有和
ジベンゾ[a,c]フェナジン含有非フラーレンアクセプターの開発
含二苯并[a,c]吩嗪的非富勒烯受体的开发
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kikugawa Naoki;Terashima Taichi;Kato Takashi;Hayashi Momoko;Yamaguchi Hitoshi;Uji Shinya;張 浩軒・和田 達帆・梅山 有和・今堀博
  • 通讯作者:
    張 浩軒・和田 達帆・梅山 有和・今堀博
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梅山 有和其他文献

チエノアザコロネンを元素ブロックとする電子アクセプター材料
以噻吩并氮杂苯为单元块的电子受体材料
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Katayama N.;Takeda H.;Yamaguchi T.;Yamada Y.;Iida K.;Takigawa M.;Ohta Y.;Sawa H.;梅山 有和
  • 通讯作者:
    梅山 有和
配位結合を利用した電極上でのドナー・アクセプターナノ配列の構築
使用配位键在电极上构建供体-受体纳米阵列
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    吉良 愛子;梅山 有和;俣野 善博;今堀 博
  • 通讯作者:
    今堀 博
新規ホウ素反応活性種の創製と新反応開発
新硼反应物质的产生和新反应的发展
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    水野 哲志;梅山 有和;今堀 博;庄子良晃
  • 通讯作者:
    庄子良晃
近赤外光照射された単層カーボンナノチューブによりアミロイドベータ部分ペプチド凝集体は分解される
近红外光照射下的单壁碳纳米管可分解淀粉样蛋白部分肽聚集体
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    福田 亮介;梅山 有和;今堀 博;村上 達也
  • 通讯作者:
    村上 達也
ポルフィリン-オリゴアリーレン-単層カーボンナノチューブ連結系の光物性
卟啉-低聚亚芳基-单壁碳纳米管连接体系的光学性质
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    梅山 有和;白 鎭碩;今堀 博
  • 通讯作者:
    今堀 博

梅山 有和的其他文献

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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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固相反応で合成する光機能化原子層材料の光エネルギー変換系への応用
固相反应合成光功能化原子层材料在光能转换系统中的应用
  • 批准号:
    23K26501
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Applications of Photofunctional Atomic Layer Materials Synthesized by Solid-State Reactions for Light Energy Conversion Systems
固态反应合成的光功能原子层材料在光能转换系统中的应用
  • 批准号:
    23H01808
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
新規ラジカル重合法によるヘテロ原子を含む共役系高分子の創成
使用新的自由基聚合方法创建含有杂原子的共轭聚合物
  • 批准号:
    03J05181
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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