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有機薄膜太陽電池(OPV)材料

 有機薄膜太陽電池(OPV:Organic Photovoltaics)は,Tangにより有機薄膜太陽電池のプロトタイプが1986年に報告されています1)。OPVの製造には,印刷法やロール・ツー・ロール法など,低コストで生産性の高い製造技術を用いることが可能です。OPVデバイスには通常,電子供与体(p型半導体)と電子受容体(n型半導体)を接合したバルクヘテロ接合(BHJ)が使われており2),前者はπ共役系ポリマーや低分子半導体,後者は主にフラーレン誘導体が用いられています。効率の良いバルクヘテロ接合を作成するために,フラーレンの溶解度を改良したPCBMが用いられ3),さらにPCBMに比べて高いLUMO準位を持つICBAを用いると高い解放電圧を与える傾向があります4)。C60フラーレン誘導体に比べると,C70体の方が光吸収効率に優れており,太陽電池効率は高くなる傾向があります5)。一方,p型半導体であるπ共役系ポリマーに電子不足の部位(アクセプター)を導入し,ドナー・アクセプター型(DA型)ポリマーとすることで,電荷移動に基づく長波長吸収が可能となります6)。π共役系ポリマーの原料に関しては,“高分子半導体ビルディングブロック”にリストがあります。
有機薄膜太陽電池