成果報告書詳細
管理番号20150000000840
タイトル平成23年度ー平成27年度成果報告書 先導的産業技術創出事業 11B11005c 有機薄膜太陽電池用素材の製造コスト低減と高純度化を達成する重縮合反応の開発 平成27年度最終
公開日2016/3/15
報告書年度2011 - 2015
委託先名国立大学法人筑波大学桑原純平
プロジェクト番号P00041
部署名イノベーション推進部
和文要約 26年度までに確立した合成手法を用いて、有機薄膜太陽電池に適した構造の高分子材料の合成を行った。C-H結合の直接アリール化反応を利用した重縮合反応をマイクロ波加熱によって進行させることで、有機薄膜太陽電池用の材料を合成した。具体的には、広い吸収領域を付与するために、ジケトピロロピロール色素を導入した高分子を合成の対象とした。合成対象の高分子の分子構造や重合条件を適切に設定することで、高分子量の材料を三種類合成することを可能にした。得られた高分子材料のHOMO/LUMOレベルや吸収領域などの基礎物性を明らかにすると共に、太陽電池材料としての評価を行った。その結果、900 nmにまで及ぶ長波長領域の光吸収や高い結晶性が確認された。一方で、フラーレン誘導体と混合して作成する有機薄膜太陽電池においては、適切な相分離構造が困難であり、デバイス作成上の課題を解決している過程にある。これらの成果から、太陽電池材料として設計した適切なHOMO/LUMOレベルと吸収領域を有する材料に対しても、本手法を適応可能にした。
英文要約On the basis of the previously developed method, conjugated polymer materials for OPVs were synthesized. Direct arylation polycondensation under microwave heating effectively afforded the dye-containing conjugated polymers bearing broad light absorption properties. The optimization of molecular structures of polymers and reaction conditions resulted in formation of high-molecular-weight polymers. The absorption edge of the polymer reached to 900 nm. The suitable HOMO/LUMO levels and crystallinity of the polymers were confirmed by evaluation of basic physical properties. Although optimizations of the OPV devices are underway, the investigation enables to use direct arylation polycondensation in preparation of well-designed polymer materials for OPV applications.
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