[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. 【第48回有機金属化学セミナー】講習会:ものづくりに使える触媒反…
  2. ケムステバーチャルプレミアレクチャーの放送開始決定!
  3. MOF の実用化のはなし【京大発のスタートアップ Atomis …
  4. 富士フイルム和光純薬がケムステVプレミアレクチャーに協賛しました…
  5. クロスカップリング反応にかけた夢:化学者たちの発見物語
  6. 3.11 14:46 ③ 復興へ、震災を教訓として
  7. タンパク質の定量法―ビューレット法 Protein Quanti…
  8. 日本化学会と対談してきました

注目情報

ピックアップ記事

  1. 日本にノーベル賞が来る理由
  2. 高活性な不斉求核有機触媒の創製
  3. 生合成を模倣した有機合成
  4. 「花粉のつきにくいスーツ」登場
  5. 空気下、室温で実施可能な超高速メカノケミカルバーチ還元反応の開発
  6. 生体分子と疾患のビッグデータから治療標的分子を高精度で予測するAIを開発
  7. 【データケミカル】正社員採用情報
  8. 【5月開催】第八回 マツモトファインケミカル技術セミナー 有機金属化合物「オルガチックス」の密着性向上剤としての利用 -プライマーとしての利用-
  9. スーパーなパーティクル ースーパーパーティクルー
  10. 東日本大震災から1年

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
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

注目情報

最新記事

より良い候補を、より速く。——研究者のためのAI解析環境「Multi-Sigma-Alchemy」正式リリース

「データはある。でもAIに渡せない」——その壁を壊す多くの研究現場に、こういう状況があります…

水分子のふしぎ — 四面体性が生む水の特異性 —

「水」はとても身近な液体ですが、化学の目で見ると驚くほど多くの「ふしぎ」をもっています。この記事では…

超微細孔 MOF 内の Cu(I) サイトによる強い水素吸着とその同位体効果の応用

Long らは、超微細孔質の金属–有機構造体 (MOF) に π 塩基性の配位不飽和金属サイトを導入…

【医農薬・合成香料・水素・バイオエタノール・バイオベース有機酸】 各アプリケーションに特化した膜分離ソリューションをご紹介 ~省エネ・CO2排出削減・品質改良~

■概要製造現場では、分離・濃縮工程が製造コストや品質を大きく左右します。蒸留や吸着など十…

求職者の「内定6社でも決めきれない理由」を深掘りし、密な連携でベストマッチングを支援

化学業界における転職の難しさは、「同じ職種であっても、分野が異なれば即戦力になりづらい点」にあります…

キョウチクトウ科植物に含有される多量体型アルカロイドの完全化学合成に成功―ビスロイコノチンAおよびボウシゴニンBの世界初の全合成―

第714回のスポットライトリサーチは、千葉大学大学院医学薬学府(天然物創薬化学研究室)博士課程後期3…

科学捜査! ― 見えない指紋を化学の力で光らせよ ―

近年、分子構造に起因した発光メカニズムの解明が進み、単一分子で複数の機能を有する分子の研究が活発化し…

光で結晶の傷が癒える!?光応答性分子を用いた自己修復への挑戦

第713回のスポットライトリサーチは、立教大学理学部(森本研究室)に所属されていた西村涼 助教にお願…

ウェビナー「化学的リン酸化試薬(モノリン酸化アミダイト)の開発とRNA合成への応用」アーカイブ配信中! 【富士フイルム和光純薬】

高純度RNA合成には、効率的な精製法の確立が不可欠です。そこで、名古屋大学大学院 理学研究科の阿部 …

有機合成化学協会誌2026年6月号:抗体・薬物複合体・機能性有機蛍光色素・速度論的反応機構解析・触媒的脱水型ベンジル化・植物由来モノマー

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年6月号がオンラインで公開されています(記事公…

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