[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

明るい未来へ~有機薄膜太陽電池でエネルギー変換効率7.4%~

[スポンサーリンク]

organic_solar_cell.jpg
(画像:http://www.pv-tech.org/)

For the Bright Future – Bulk Heterojunction Polymer Solar Cells with Power Conversion Efficiency of 7.4%
Liang, L.; Xu, Z.; Xia, J.; Tsai, S.-T.; Wu, Y.; Li, G.; Ray, C.; Yu, L. Adv. Matter. 2010, ASAP. doi:10.1002/adma.200903528

ものすごい題名ですが、論文の題名をほぼそのまま直訳したもので、著者等のものすごい自信が感じられます。

昨年12月にアメリカで行なわれていたMRSで発表された7.9%と同じ内容だと思われますが、これまで6%程度であった有機薄膜太陽電池の最高変換効率から、大幅に高くなっていて驚きです。

 


ポリマーの構造は以前から6%を越える電池性能を報告してきたPTBシリーズで、thieno[3,4-b]thiopheneがキノリド構造を安定化することで低バンドギャップポリマーとなっています。更にフッ素の導入によりHOMOを深くすることで高いVocを実現しています。
PTB7ではエステル部位とベンゾジチオフェン部位両方に枝分かれの側鎖を導入することで溶解性を高めています。またPTB7は枝分かれの側鎖を導入しているにも関わらずホール移動度が高く性能向上の条件を満たしています。

PTB7は550~750nmに強い吸収を持ち、PC71BM(フラーレンC70誘導体)と複合膜にすることで可視光全域に吸収を持つことになります。

電池性能は、オルトジクロロベンゼン(ODCB)を溶媒にPTB7/PC71BMを1:1.5の重量比でスピンコートした場合6.22%で、これに添加剤として溶媒に1,8-ジヨードオクタン(DIO)を3%混ぜることで曲率因子が向上し、7%を越える変換効率が達成されたようです。

7.4%の電池はクロロベンゼン(CB)とDIOを溶媒にスピンコートしたものでJsc=14.50mA/cm2, Voc=0.74V, FF=68.97%, PCE=7.40%と高い性能になっています。

CBだけ用いた場合、性能は良くありません。
DIOを加えたものとの比較として、膜のTEM像の観察を行なっています。DIOを加えない場合は100-200nmの大きなドメイン構造になっているのに対し、DIOを添加した場合はドメイン構造が観測されず、きれいなナノ構造ができていると考えられます。このため励起子発生から電荷分離、また電荷輸送が効率よく行なわれ、高い性能になったようです。

内部量子収率は420nm-660nmの範囲で90%を超えており、このポリマーの能力の高さを伺わせます。

これまで色素増感太陽電池では10%を越える変換効率が報告されてきていましたが、最近になり有機薄膜太陽電池も着実に高い性能が報告されるようになってきました。

このグループはアメリカのSolarmerという大学内ベンチャー企業であり、製品化に向けての開発を行なっているようです。

安価な太陽電池が普及しあたりまえに使われる世界も、そう遠くない未来かもしれません。

 

myu65

投稿者の記事一覧

専門は色素増感太陽電池の特に色素。有機合成からデバイス作成まで幅広くやってます。

関連記事

  1. 2019年ケムステ人気記事ランキング
  2. 光学迷彩をまとう海洋生物―その仕組みに迫る
  3. 未来切り拓くゼロ次元物質量子ドット
  4. えれめんトランプをやってみた
  5. キラルアニオン相間移動-パラジウム触媒系による触媒的不斉1,1-…
  6. 1と2の中間のハナシ
  7. 科学はわくわくさせてくれるものーロレアル-ユネスコ賞2015 P…
  8. (-)-Calycanthine, (+)-Chimonanth…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 共役はなぜ起こる?
  2. イオン液体のリチウムイオン電池向け電解液・ ゲル電解質への応用【終了】
  3. 三菱化学:子会社と持ち株会社設立 敵対的買収を防ぐ狙い
  4. 実用的なリチウム空気電池の サイクル寿命を決定する主要因を特定
  5. 高速液体クロマトグラフィ / high performance liquid chromatography, HPLC
  6. グァンビン・ドン Guangbin Dong
  7. ダン・シングルトン Daniel Singleton
  8. トロスト不斉アリル位アルキル化反応 Trost Asymmetric Allylic Alkylation
  9. 化学素人の化学読本
  10. 中外製薬が工場を集約へ 宇都宮など2カ所に

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2010年1月
« 12月   2月 »
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

注目情報

注目情報

最新記事

Delta 6.0.0 for Win & Macがリリース!

NMR解析ソフトDeltaの最新版6.0.0がリリースされました!&nb…

こんなのアリ!?ギ酸でヒドロカルボキシル化

可視光レドックス触媒によるギ酸を炭素源としたヒドロカルボキシル化が開発された。チオール触媒を介したラ…

ポンコツ博士研究員の海外奮闘録 ケムステ異色連載記

本稿は,世間一般にほとんど知られていない地方私立大学で学位を修了し,エリートでもなく何も成し遂げてい…

新型コロナの飲み薬モルヌピラビルの合成・生体触媒を用いた短工程化

新型コロナウイルス (SARS-CoV-2) 感染症に対する飲み薬として、Merck…

秋吉一成 Akiyoshi Kazunari

秋吉 一成(あきよしかずなり)は日本の有機化学者である。京都大学大学院 工学研究科 高分子化学専攻 …

NIMS WEEK2021-材料研究の最新成果発表週間- 事前登録スタート

時代を先取りした新材料を発信し続けるNIMS。その最新成果を一挙ご紹介する、年に一度の大イベント「N…

元素記号に例えるなら何タイプ? 高校生向け「起業家タイプ診断」

今回は化学の本質とは少し離れますが、元素をモチーフにしたあるコンテンツをご紹介します。実験の合間…

多価不飽和脂肪酸による光合成の不活性化メカニズムの解明:脂肪酸を活用した光合成活性の制御技術開発の可能性

第346回のスポットライトリサーチは、東京大学 大学院総合文化研究科(和田・神保研究…

10手で陥落!(+)-pepluanol Aの全合成

高度な縮環構造をもつ複雑天然物ペプラノールAの全合成が、わずか10工程で達成された。Diels–Al…

吉野彰氏が2021年10月度「私の履歴書」を連載。

今年の10月はノーベル化学賞が有機化学分野から出て、物理学賞を真鍋淑郎先生が受賞して、非常に盛り上が…

Chem-Station Twitter

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP