マグネシウムポルフィリン錯体を用いた高信頼性低分子塗布型有機薄膜太陽電池の開発
【研究分野】エネルギー関連化学
【研究キーワード】
ポルフィリン / 電子ドナー / 有機半導体 / フラーレン / 色素 / 有機薄膜太陽電池 / 有機系太陽電池 / 有機太陽電池 / マグネシウム / バルクヘテロ接合 / ジケトピロロピロール / 太陽電池 / 再生可能エネルギー / 複合材料・物性 / ナノチューブ・グラフェン / 有機化学 / ナノチューブ・フラーレン
【研究成果の概要】
低分子塗布型有機薄膜太陽電池に用いられる電子ドナーとして，マグネシウムポルフィリン誘導体を合成した．特に，ジケトピロロピロール（DPP）とよばれる有機色素を２つあるいは４つ三重結合を経て連結した誘導体を合成した．これらを電子ドナー，フラーレン誘導体を電子アクセプターとして用いたバルクヘテロ接合型有機薄膜太陽電池において，最高7.40%のエネルギー変換効率を得ることに成功した．また，マグネシウムポルフィリン錯体が対応する亜鉛錯体よりも高い溶解性，長い励起状態寿命をもつことを明確にした．
【研究の社会的意義】
自然界でも光合成で用いられるマグネシウムポルフィリノイドを人工的な太陽電池で用いることの有用性を示すことができた．これにより，軽量でフレキシブルな有機薄膜太陽電池に，自然界でも用いられている物質を光電変換材料としてを適用することへの道筋をつけた．環境に優しい有機色素を用いた有機薄膜太陽電池が実用化されれば，環境や景観への負担が少ない発電施設やIoTなどの自立電源へ利用されるものと期待される．
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【配分額】16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)