並列タイトル等Development of high-performance inverted thin film organic solar cell based on the synthesis of novel polymer
タイトル（掲載誌）平成26(2014)年度 科学研究費補助金 基盤研究(B) 研究成果報告書 = 2014 Fiscal Year Final Research Report
一般注記金沢大学理工研究域物質化学系
高効率かつ大気中安定な逆型有機薄膜太陽電池の開発を目的に、製膜性が良く、大きな開放光起電力の期待できる一連のフッ素を含むPTB系ドナー材料を創製した。フッ素導入率（r）の増加につれてHOMOが深くなったものの、r=1では製膜性が低下した。r値と電池性能の相関を調べるために、フラーレン誘導体とのブレンド膜の正孔移動度、原子間力顕微鏡によるモルフォロジー観察、微小角入射広角X線回折による配向・結晶化度の測定を行った。その結果、r増加に伴うドメインサイズの減少、結晶化度と正孔移動度の減少が観測され、これら相反する因子の兼ね合いから、r=0.75のときに最適のエネルギー変換効率を示した。
To increase the open-circuit voltage of inverted polymer solar cells (PSCs) and to improve the productivity of film preparation, we synthesized novel polymers consisting of benzo[1,2-b:4,5-b0]dithiophene and thieno[3,4-b]thiophene units (PTB-F), containing 4-fluorophenyl pendants as electron donor materials. We found that both the HOMO and LUMO were linearly deepened with an increasing TT-F content. Meanwhile, the solubility to chlorobenzene decreased with the increasing TT-F content. These polymers were used as electron donor materials in inverted-type PSCs. 4-Fluorophenyl pendants also influenced the morphology of the PTBFx:PC61BM blends, the crystallinity and orientation in the active layers, and hole mobility, which appear to be closely related to the photovoltaic properties. PTB-F75 bearing a moderate content of 4-fluorophenyl pendants provided superior performances with power conversion efficiency of 4.3%.
研究課題/領域番号:24350092, 研究期間(年度):2012-04-01 - 2015-03-31
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