[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. ACD/ChemSketch Freeware 12.0
  2. ベンゼン一つで緑色発光分子をつくる
  3. Callipeltosideの全合成と構造訂正
  4. 化学研究ライフハック:ソーシャルブックマークを活用しよう!
  5. ペプチドのらせんフォールディングを経る多孔性配位高分子の創製
  6. 免疫/アレルギーーChemical Times特集より
  7. スーパーなパーティクル ースーパーパーティクルー
  8. 【書籍】化学探偵Mr.キュリー4

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. き裂を高速で修復する自己治癒材料
  2. 有機反応を俯瞰するシリーズーまとめ
  3. 大村 智 Satoshi Omura
  4. アーノルド・レインゴールド Arnold L. Rheingold
  5. ライトケミカル工業株式会社ってどんな会社?
  6. 2018年1月20日:ケムステ主催「化学業界 企業研究セミナー」
  7. 武田、ビタミン原料事業から完全撤退
  8. Thomas R. Ward トーマス・ワード
  9. 文具に凝るといふことを化学者もしてみむとてするなり : ② 「ポスト・イット アドバンス」
  10. リベロマイシンA /Reveromycin A

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

偽造ウイスキーをボトルに入れたまま判別する手法が開発される

スコッチ・ウイスキーは世界中の多くの人々に愛されていますが、近年ではビンテージもののスコッチ・ウイス…

ケムステ版・ノーベル化学賞候補者リスト【2020年版】

各媒体からかき集めた情報を元に、「未来にノーベル化学賞の受賞確率がある、存命化学者」をリストアップし…

第一回ケムステVプレミアレクチャー「光化学のこれから ~ 未来を照らす光反応・光機能 ~」を開催します!

ノーベル賞の発表も来週に迫っていますし、後期も始まりますね。10月から新しく始まるシーズンに、どこと…

細胞懸濁液をのせて、温めるだけで簡単に巨大ながんスフェロイドができる

第276回のスポットライトリサーチは、東京農工大学大学院工学研究院 准教授の吉野 大輔(よしの だい…

クラリベイト・アナリティクスが「引用栄誉賞2020」を発表!

9月23日に、クラリベイト・アナリティクス社から、2020年の引用栄誉賞が発表されました。こ…

アズワンが第一回ケムステVプレミアレクチャーに協賛しました

さて先日お知らせいたしましたが、ケムステVプレミアクチャーという新しい動画配信コンテンツをはじめます…

化学者のためのエレクトロニクス講座~代表的な半導体素子編

このシリーズでは、化学者のためのエレクトロニクス講座では半導体やその配線技術、フォトレジストやOLE…

第121回―「亜鉛勾配を検出する蛍光分子の開発」Lei Zhu教授

第121回の海外化学者インタビューは、Lei Zhu教授です。フロリダ州立大学 化学・生化学科で、亜…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP