道信 剛志19Tsuyoshi MICHINOBU田中 徹20Tooru TANAKA高速電子移動型高分子の開発と光電変換素子への応用（2019採択）Photovoltaic Devices Based on High Electron Mobility Polymers(Project 2019)太陽光水素製造に向けたマルチバンドギャップ半導体の開発と応用（2019採択）Development of multi-band-gap semiconductors for solar hydrogen production(Project 2019)31強力電子アクセプターであるベンゾビスチアジアゾール（BBT）およびその誘導体，ナフタレンジイミド（NDI），チエノピロールジオン（TPD）から成る高分子が，電子のみを輸送するn型半導体として機能することを明らかにした．その結果をもとに，まずは全有機高分子型太陽電池へ応用したところ，側鎖アルキル鎖を調節することで電子移動度を向上させると光電変換効率も向上することが分かった．さらに，有機無機ペロブスカイト型太陽電池の電子輸送層として用いたところ，初期性能としては十分有望な14%以上の光電変換効率が得られた．New polymer acceptors based on benzobisthiadiazole (BBT) and its derivatives, naphthalenediimide (NDI), and thienopyrroledione (TPD) were synthesized, and they showed efficient electron transporting properties. These polymers were then applied to n-type semiconductors in all-polymer solar cells, and it was found that both electron mobilities and photovoltaic properties increase with decreasing alkyl side chain lengths. In ad-dition, the polymer acceptors were employed as an electron transporting layer of organic-inorganic perovskite solar cells. The initial performance suggested the promising photoconversion efficiency of more than 14%.太陽光と水を利用して水素を生成する太陽光水素製造技術は，将来の持続可能な社会の実現に向け，無尽蔵かつ貯蔵可能な次世代エネルギー創製技術として大きな期待が寄せられている．効率向上のためには，太陽光の幅広いスペクトルを有効に活用することが重要であり，特に可視光により酸化還元反応を効率良く起こすことができる新材料の開発が重要な課題の一つである．本研究では，高効率で水素生成が可能な新材料開発を目標として，従来の半導体混晶と異なりユニークなバンドエンジニアリングが可能となるマルチバンドギャップ半導体材料に着目して研究を行った．Solar hydrogen production technology, which uses sunlight and water to generate hydrogen, is expected to be a next-generation energy creation technology that can be stored inexhaustibly for the realization of a sustaina-ble society in the future. In order to improve the efficiency, it is important to utilize photons in the broad spectrum of sunlight, and one of the most important issues is to develop new materials that can efficiently perform redox reactions using visible light. In this study, we focused on multi-bandgap semiconductor mate-rials that enable unique band engineering, unlike conventional semiconductor alloys, in order to develop a new artificial photosynthesis technology.
元のページ ../index.html#35