太陽電池用のナフトジオフェン-ナフトホビスティアジアゾール共ポリマー:アルキレーションにより,ポリマーの骨格が平らになり,効率が向上します
Itaru Osaka1, Takeshi Kakara, Noriko Takemura
1Department of Applied Chemistry, Graduate School of Engineering, Hiroshima University, 1-4-1 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima, Hiroshima 739-8527, Japan. itaru.osaka@riken.jp
Journal of the American Chemical Society
|June 7, 2013
まとめ
ナフトジチオフェンのコポリマーをアルキル鎖で機能化することで,溶解性が向上し,面接方向性を促進します. これにより,充電輸送が改善され,太陽電池では最大8.2%の高電力変換効率が得られます.
科学分野:
- オーガニック・エレクトロニクス
- マテリアルサイエンス 材料科学
- フォトボルトイカは,太陽光発電です.
背景:
- ナフトジチオフェン (NDT) とナフトホビスティアジアゾール (NBT) ベースのコポリマーは,有機太陽電池のための有望な材料です.
- 高性能を達成するには,溶解性,電子構造,薄膜形態の最適化が必要です.
- ポリマーの方向性を制御することは,効率的な電荷輸送に不可欠です.
研究 の 目的:
- NDT-NBT共ポリマーに対する合理的機能化の効果を調査する.
- 溶解性を改善し,電子特性を維持するために.
- 有機太陽電池の充電輸送と電力変換効率を向上させる.
主な方法:
- 異なるアルキル鎖長さのNDT-NBT共ポリマーの合成.
- 溶解性試験と特徴づけ.
- 電子構造分析のためのUV-Vis吸収とサイクル電圧測定.
- X線微分法 (XRD) で,ポリマーの方向性を決定する.
- シングルジャンクション有機太陽電池の製造と試験.
主要な成果:
- NDTコアの合理的な機能化は,電子構造を変更することなくコポリマー溶解性を改善しました.
- 線形アルキル鎖の導入は,面対面のポリマー方向性への重要なシフトを誘導した.
- この対面的な方向性は,充電輸送の強化を容易にした.
- 最適化されたポリマーは,従来のシングル・ジャンクション・ソーラー・セルで高電力変換効率 (PCE) を8.2%まで達成した.
結論:
- アルキル鎖機能化は,NDT-NBT共ポリマーの溶解性を高め,形質を制御するための効果的な戦略です.
- 達成された正面方向は,有機太陽電池の電荷輸送に有益である.
- これらの発見は,高性能有機光伏材料の開発に寄与しています.
関連する概念動画
Ziegler–Natta Chain-Growth Polymerization: Overview
Ziegler–Natta polymerization is another form of addition or chain‐growth polymerization used for synthesizing linear polymers over branched polymers. The catalyst used for polymerization is the Ziegler–Natta catalyst, named after Karl Ziegler and Giulio Natta, who developed it in 1953. This catalyst is an organometallic complex of titanium tetrachloride and triethyl aluminum, with the active form of the catalyst being an alkyl titanium compound. Using the Ziegler–Natta catalyst, high molecular...
Anionic Chain-Growth Polymerization: Overview
The polymerization process that involves carbanion as an intermediate is called anionic polymerization. It is also a type of addition or chain-growth polymerization. Anionic polymerization gets initiated by a strong nucleophile such as an organolithium or a Grignard reagent. The most commonly used initiator for anionic polymerization is butyl lithium. Monomers involved in anionic polymerization must possess a vinyl group bonded to one or two electron-withdrawing groups. For instance,...
Free-Radical Chain Reaction and Polymerization of Alkenes
The conversion of alkenes to macromolecules called polymers is a reaction of high commercial importance. The structure of the polymer is defined by a repeating unit, while the terminal groups are considered insignificant. The average degree of polymerization represents the number of repeating units in the polymer molecule and is denoted by the subscript n.


