モノマーポリマー複合電子アクセプターを用いた有機無機ハイブリッド薄膜太陽電池とそのアプリケーション開発

摘要

近年，ペロブスカイト太陽電池に代表される有機無機ハイブリッド太陽電池に関する報告が多く行われている[1]．一方，我々は有機無機ハイブリッド材料によるバルクヘテロ構造を発電層とする有機無機ハイブリッド薄膜太陽電池について報告している．安価で安全な材料を用いること，塗布による作製が可能である等のメリットを有しているが，発電効率が低い．この原因の一つには励起子の生成と拡散，電荷分離，電荷輸送を担う電荷マネージメント層としての100nm程度の薄膜発電層の相分離構造制御が十分でないことが挙げられる．我々は電子アクセプターとしてのTiOxの分子立体障害性を利用した相分離構造制御による高効率化の可能性を示しているが，変換効率は十分ではない[2]．その一因として，電子アクセプター性を有するモノマーでの相分離構造制御では，電子ドナーとしてのポリマーの自己組織化を効率的に抑制することが難しいことが考えられる．そこで本研究は電子アクセプターに従来のモノマーであるTiOxに加え，ポリマーである Poly(benzimidazobenzophenanthroline)（BBL）を複合させることにより，ポリマーの自己組織化とモノマーの立体障害性の双方を活用した相分離構造制御の可能性を検証した．