大北英生 工学研究科 教授、 尾坂格 広岛大学 教授、斎藤慎彦 同助教、家裕隆 大阪大学 教授、吉田弘幸 千叶大学 教授、小金泽智之 高辉度光科学研究センター 研究员らの研究グループは、フッ素原子を有する独自の半导体ポリマーを开発しました。
この半导体ポリマーを涂布して作製した有机薄膜太阳电池（翱笔痴）は出力电圧が高まり、エネルギー変换効率（太阳光エネルギーを电力に変换する効率）が向上することを発见しました。また、半导体ポリマーの化学构造におけるフッ素原子の导入位置によって、 半导体ポリマーの分子配向が大きく异なり、电荷输送や电荷再结合に影响を及ぼすことも明らかとなりました。
翱笔痴は半导体ポリマーをプラスチック基板に涂って薄膜化することで作製できるため、コストや环境负荷を抑えることができ、大面积化が容易です。また、軽量で柔软、透明にすることが可能であり、室内光下で変换効率が高いという特长を持つことから、滨辞罢センサー、モバイル?ウェアラブル电源や窓、ビニールハウス向け电源など、现在普及している无机太阳电池では実现が难しい分野への応用を切り开く次世代太阳电池として注目されています。しかし、翱笔痴の実用化にはエネルギー変换効率の向上が最重要课题であり、そのためには新しい半导体ポリマーの开発が不可欠です。
本研究で得た新しい知见を基に半导体ポリマーを改良することで、さらなるエネルギー変换効率の向上が见込めます。
本研究成果は、2020年1月14日に、国際学術誌「Advanced Energy Materials」のオンライン版に掲載されました。
図：半导体ポリマーとフラーレン诱导体における分子轨道（贬翱惭翱と尝鲍惭翱）が持つエネルギー準位の関係
详しい研究内容について
书誌情报
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Masahiko Saito, Tomohiro Fukuhara, Satoshi Kamimura, Hiroyuki Ichikawa, Hiroyuki Yoshida, Tomoyuki Koganezawa, Yutaka Ie, Yasunari Tamai, Hyung Do Kim, Hideo Ohkita, Itaru Osaka (2020). Impact of Noncovalent Sulfur-Fluorine Interaction Position on Properties, Structures, and Photovoltaic Performance in Naphthobisthiadiazole‐Based Semiconducting Polymers. Advanced Energy Materials, 10(7):1903278.
