【研究領域課題番号】19K22175 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

有機太陽電池 / ドーピング有機単結晶 / 長距離励起子拡散距離 / ルブレン単結晶 / バルクヘテロ接合 / ドナー／アクセプター接合 / 水平接合 / 無輻射再結合 / ドーピング / 有機単結晶ウェハー / 面抵抗 / 水平接合長さ / 拡散距離 / トラップ誘起無輻射再結合 / 長距離励起子拡散 / pnホモ接合 / 内蔵電界集中 / 単一有機半導体 / 活性化エネルギー / 励起子拡散距離 / 励起子解離 / 新原理太陽電池

【研究成果の概要】

ドーピングルブレン単結晶ウェハー基板を用いた新原理有機太陽電池の動作に成功した。ルブレン単結晶基板の長距離励起子拡散距離（2.7ミクロン）を利用して、励起子収集効率47%を達成できた。また、キャリアを水平方向に取り出す「水平接合」という新しいコンセプトを提案し、水平接合長さ依存性を評価し、1.8 cm というマクロな距離での動作に成功した。
これらのセル構造によって、バルクヘテロ接合が不必要にでき、有機太陽電池の新原理を提案できた。

【研究の社会的意義】

有機太陽電池は、ドナー性とアクセプター性の有機半導体を混合するバルクヘテロ接合が主流となっているが、正負キャリアを電極に取り出すナノ構造制御の方法が未だ確立されていない。本研究の成果は、以上の問題を持つバルクヘテロ接合を不要にし、将来の有機太陽電池の新しい発展の道筋を提案するもので、学問的に非常に意義が大きい。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31

【配分額】6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)