二極メロシアニン染料の固体包装がトランジスタと太陽電池の性能に及ぼす影響

科学分野:

• 材料科学
• オーガニック電子
• 太陽光発電

背景:

• メロシアニン染料は電子機器の有機半導体として研究されている.
• 分子包装は,電荷輸送とデバイスの性能に大きな影響を与えます.

研究 の 目的:

• メロシアニン染料の結晶包装と性能との関係を調査する.
• オーガニック・ソーラー・セルを最適化するために オーガニック・ソーラー・セルを最適化するために オーガニック・ソーラー・セルを最適化するために

主な方法:

• 9つの二極メロシアニン染料の合成と特徴付け
• UV-Vis,AFM,XRDを用いた単結晶包装モチーフと薄膜形態の分析
• オーガニック・フィールド・エフェクト・トランジスタ (OFET) とバルク・ヘテロジャンクション (BHJ) の太陽電池の製造と試験

主要な成果:

• 染料は単一結晶で様々な次元順番を示し,デバイスの性能と相関しています.
• J型スライドスタックでの長距離注文は,充電輸送と太陽電池の効率を改善しました.
• セレニウムを含む染料4は,最も高い穴の移動性を示した (0.08 cm2/V·s).
• 染料4を使用したBHJ太陽電池は,高いドナー結晶性により6.2%の電力変換効率 (PCE) を達成しました.

結論:

• 結晶包装は,有機電子におけるメロシアニン染料の性能の決定的な要因である.
• 秩序ある構造におけるJ型エクシトン結合は,効率的な電荷輸送を促進する.
• メロシアニン染料4は高性能な有機太陽電池の有望な材料です