有機太陽電池の性能向上に成功！－有機半導体の励起子束縛エネルギー低減に向けた新指針－〔大阪大学,岡山大学,神戸大学,名古屋大学〕
2024（令和6）年 9月 16日
国立大学法人岡山大学
＜発表のポイント＞
有機半導体を発電層に利用した有機太陽電池で、光から電流への変換過程で妨げとなる励起子束縛エネルギーを低減できる新分子設計指針を実証
有機太陽電池のエネルギー変換効率の向上や、単成分の有機半導体での光電変換を実現
将来的に、新駆動原理・新デバイス構造に基づいた高性能太陽電池や波長選択型透明太陽電池などの光・電子デバイスの開拓に期待
◆概 要
大阪大学産業科学研究所の陣内青萌助教、家裕隆教授は、岡山大学環境生命自然科学学域の山方啓教授、神戸大学分子フォトサイエンス研究センターの小堀康博教授、名古屋大学情報学研究科の東雅大教授らと共同で、有機半導体分子のフロンティア軌道を空間的に分離させる分子設計を取り入れることで、有機半導体の励起子束縛エネルギーを低減することに成功しました。
新たに開発した有機半導体材料を使用してバルクヘテロジャンクション型の有機太陽電池を作製したところ、小さな励起子束縛エネルギーを反映して従来材料よりも優れた太陽電池特性を示しました。さらに本材料は、単一の有機半導体を発電層とする単成分型有機太陽電池材料としても機能することを見出しています。本研究成果によって、本研究分野の重要課題の一つである「励起子束縛エネルギーの低減」に効果的な分子デザイン指針の一端が明らかとなり、新駆動原理に基づく新たな光・電子デバイスの創出に繋がることが期待されます。
本研究成果は、2024年8月12日（現地時間）にドイツ化学会誌 『Angewandte Chemie International Edition』 にオンライン速報版として掲載されました。
なお本件は、20204年9月11日に岡山大学などから公開されました。
◆特記事項
本研究成果は、2024年8月12日（現地時間）にドイツ化学会誌 『Angewandte Chemie International Edition』 にオンライン速報版として掲載されました。
タイトル：“Nonfullerene Acceptors Bearing Spiro-Substituted Bithiophene Units in Organic Solar Cells: Tuning the Frontier Molecular Orbital Distribution to Reduce Exciton Binding Energy”
著者名：Kai Wang, Seihou Jinnai, Takumi Urakami, Hirofumi Sato, Masahiro Higashi, Sota Tsujimura, Yasuhiro Kobori, Rintaro Adachi, Akira Yamakata and Yutaka Ie
ＤＯＩ：https://doi.org/10.1002/anie.202412691
なお、本研究は、日本学術振興会（20H02814,20H05841, 20KK0123, 23K17947, 20K15352, 23H02064, JP20H05839, JP22H00344, JP20H05835, 24H00482, 20H05838, 24H00485）、科学技術振興機構（JPMJMI22I1, JPMJSF23B3, PMJCR20R1, JPMJCR23I6）、新エネルギー・産業技術総合開発機構（21500248-0）、三菱財団研究助成の一環として行われました。
＜詳しい研究内容について＞
有機太陽電池の性能向上に成功！―有機半導体の励起子束縛エネルギー低減に向けた新指針―
https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r6/press20240911-1.pdf
◆本件お問い合わせ先
＜研究に関すること＞
大阪大学 産業科学研究所 教授 家 裕隆 （いえ ゆたか）
TEL：06-6879-8475
FAX：06-6879-8479
＜プレスリリースに関すること＞
大阪大学 産業科学研究所 広報室
TEL：06-6879-8524
FAX：06-6879-8524
岡山大学 総務・企画部 広報課
TEL：086-251-7012
FAX：086-251-7294
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〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
TEL：086-251-8463
E-mail：sangaku◎okayama-u.ac.jp
※ ◎を@に置き換えて下さい
https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/
＜岡山大学のスタートアップ・ベンチャーなどに関するお問い合わせ先＞
岡山大学研究・イノベーション共創機構 スタートアップ・ベンチャー創出本部
〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
E-mail：start-up1◎adm.okayama-u.ac.jp
※ ◎を@に置き換えて下さい
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岡山大学「THEインパクトランキング2021」総合ランキング 世界トップ200位以内、国内同列1位!!
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000070.000072793.html
岡山大学『大学ブランド・イメージ調査2021～2022』「SDGsに積極的な大学」中国・四国１位!!
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000373.000072793.html
岡山大学『企業の人事担当者から見た大学イメージ調査2022年度版』中国・四国１位!!
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000122.000072793.html
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