[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. 過酸がC–H結合を切ってメチル基を提供する
  2. 抗結核薬R207910の不斉合成
  3. 禅問答のススメ ~非論理に向き合う~
  4. Nature Chemistry誌のインパクトファクターが公開!…
  5. 超分子カプセル内包型発光性金属錯体の創製
  6. π拡張ジベンゾ[a,f]ペンタレン類の合成と物性
  7. 2012年分子生物学会/生化学会 ケムステキャンペーン
  8. コランニュレンの安定結合を切る

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. セイファース・ギルバート アルキン合成 Seyferth-Gilbert Alkyne Synthesis
  2. カルベン触媒によるα-ハロ-α,β-不飽和アルデヒドのエステル化反応
  3. エリック・フェレイラ Eric M. Ferreira
  4. 第33回 新たな手法をもとに複雑化合物の合成に切り込む―Steve Marsden教授
  5. コンプラナジンAの全合成
  6. ビタミンB12 /vitamin B12
  7. 尿はハチ刺されに効くか 学研シリーズの回顧
  8. メンデレーエフスカヤ駅
  9. 機器分析の基礎知識【まとめ】
  10. ゾムレ・ハウザー転位 Sommelet-Hauser Rearrangement

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

【速報】HGS 分子構造模型「 立体化学 学生用セット」販売再開!

いまから約7年前の2015年10月。分子を愛する学生・研究者に悲報が届けられた。…

次世代型合金触媒の電解水素化メカニズムを解明!アルキンからアルケンへの選択的水素化法

第383回のスポットライトリサーチは、横浜国立大学大学院 理工学府 修士2年(研究当時)の野上 周嗣…

LG化学より発表されたプラスチックに関する研究成果

LG Chem develops advanced plastic materials …

経験の浅い医療系技術者でも希望にかなう転職を実現。 専門性の高い職種にこそ求められる「ビジョンマッチング」

「人財躍動化」をビジョンに掲げるAdecco Group Japanの人財紹介事業ブランドSprin…

創薬における中分子

ここ10年の間で、低分子・高分子の間の化合物の分類として 中分子 という言葉が台頭し…

ポンコツ博士の海外奮闘録⑦〜博士,鍵反応を仕込む〜

ポンコツシリーズ一覧国内編:1話・2話・3話国内外伝:1話・2話・留学TiPs海外編:1…

強酸を用いた従来法を塗り替える!アルケンのヒドロアルコキシ化反応の開発

第 382回のスポットライトリサーチは、金沢大学大学院 医薬保健総合研究科 創薬科学…

ドラえもん探究ワールド 身近にいっぱい!おどろきの化学

概要「化学」への興味の芽を育むマンガ+解説書 子ども(大人も)の毎日は、「化学」とのお付き合…

データ駆動型R&D組織の実現に向けた、MIを組織的に定着させる3ステップ

開催日:2022/05/25 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

薬剤師国家試験にチャレンジ!【有機化学編その1】

2022.5.21 追記: 問3の構造式を再度訂正しました。2022.5.2…

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