改良されたバルクヘテロジャンクション光伏装置のための自己組み立てフルレン
Robert D Kennedy1, Alexander L Ayzner, Darcy D Wanger
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of California, Los Angeles, California 90095-1569, USA.
Journal of the American Chemical Society
|December 5, 2008
まとめ
分子形状は,有機太陽電池におけるフルレンの積み重ねに影響する. スタッキングフルレンアダクトは,スタッキングでないモデルと比較して,光伏の効率を大幅に高めます.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- オーガニック・エレクトロニクス
- フォトボルトイカは,太陽光発電です.
背景:
- フラーレンの添加物は,有機太陽電池の重要な成分です.
- 分子形は,有機電子材料の自己組み立てと性能を決定する.
- ナノスケール形態の制御は,大量ヘテロジュンクション太陽電池の効率を向上させるための鍵です.
研究 の 目的:
- フルレンの誘導体における1D線状ドメインの形成に対する分子形状の影響を調査する.
- 大量ヘテロ結合有機太陽電池の性能向上のためにフルレンアダクトをスタッキングする可能性を評価する.
- スタッキングと非スタッキングを用いた太陽電池の光伏効率を比較する.
主な方法:
- フラーレン添加物1a (スタッキング) と1b (スタッキングなし) の合成と特徴付け.
- フラーレンの添加物とレジオレギュラー型ポリー (P3-ヘキシルチオフェン-2,5-ジル) (P3HT) の混合物を用いて大量ヘテロ結合有機太陽電池の製造.
- 製造された太陽電池の光伏性能テストと効率測定.
主要な成果:
- フラーレンのアダクト1aは,1Dのスタッキングを促す形状で,ワイヤ状のドメインを形成した.
- 阻害的な分子形を持つフルレレンアダクト1bは,有意な1Dスタックを形成しなかった.
- スタッキングフルレン1aを組み込んだ太陽電池は,スタッキングフラーレン1b.を組み込まない太陽電池と比較して,光伏効率が大幅に向上した.
結論:
- 分子形状は,有機太陽電池で1Dフルレンの構造を整えるための重要な決定因子です.
- 分子設計を通じて1Dスタックの形成を促進することで,大量ヘテロジャンクション有機太陽電池の性能が著しく向上します.
- フラーレンアダクトを積み重ねることは,次世代の高効率の有機太陽電池を開発するための有望な戦略です.
