p/n積層型有機薄膜太陽電池の光電変換特性におけるオリゴチオフェン中間層の効果

摘要

有機薄膜太陽電池（OPV）は、p/n積層型素子からその歴史が始まった。C.W.Tangらにより、蒸着法により積層構造を形成させたOPVにより、光電変換特性が得られたことが端緒となっている。その後、p型半導体材料とn型半導体材料の混合溶液から形成されるバルクヘテロ接合素子（BHJ-OPV）が提案されて以降、印刷法の適用により、大面積化、低コスト化の可能性が謳われ始めた結果、研究は爆発的に進展し、現在では光電変換効率は11%を超えている。しかし、現在研究の主流として存在感を確立したBHJ-OPVも単層型の素子であり、素子性能を向上させるための複雑な素子構成は不可能である。これは、ウェットプロセスで積層構造を作製する場合、二層目を製膜する際に用いる溶媒で下地の層を溶解させてしまうためである。従来は、積層型素子を作製するためには、真空蒸着法を使用するしか術はなかった。そこで本研究では、積層型素子を志向してエレクトロスプレーデポジション法（ESD法）に着目した。ESD法により積層構造を実現させることで、p型材料（P3HT）層、n型材料（PC_(70)BM）層の間に、中間層として、オリゴチオフェン誘導体（DPP）層を挿入し、その効果について検討したので、報告する（Fig.1）。