太陽電池と関連材料のESR研究
三元系高分子太陽電池における電荷形成・蓄積の直接観測と素子性能相関
ESR測定可能な非フラーレンアクセプターを用いた三元系高分子太陽電池の開発と作製を行い、素子作製時に生じる電荷形成や素子動作時に生じる電荷蓄積のESRによる直接観測を行った。そして、その電荷蓄積が素子性能と相関を持つことを、ESRと素子性能の同時計測により明らかにし、素子の動作機構や劣化機構を分子レベルのミクロな観点から解明した。
npj Flexible Electronics 6 (2022) 22.
Press Release, University of Tsukuba, April 20, 2022.
ペロブスカイト太陽電池の電荷状態の直接観測と素子性能相関
ESR測定可能なペロブスカイト太陽電池の作製を行い、素子動作時に生じる長寿命な電荷蓄積のESRによる直接観測に初めて成功した。そして、その電荷蓄積が素子特性の変化と明瞭な相関を持つことを、ESRと素子特性の同時計測により明らかにし、素子の動作機構や劣化機構を分子レベルのミクロな観点から解明した。
Press Release, Unversity of Tsukuba, December 4, 2020.
ペロブスカイト太陽電池材料における電荷状態の直接観測
順構造ペロブスカイト太陽電池の典型的な正孔輸送材料であるspiro-OMeTADおよびそれを用いたペロブスカイト太陽電池構造における積層膜試料について疑似太陽光照射下でのESR研究を行い、spiro-OMeTAD中の正孔数がLi-TFSIドーピングにより著しく増強し、電荷生成および電荷輸送を向上させていることを分子レベルのミクロな観点から解明した。 また、正孔輸送層NiOxとペロブスカイトとの界面における自己組織化単分子膜の挿入が素子性能に与える影響をミクロな視点から明らかにした。
Sol. Energy Mater. Sol. Cells 258 (2023) 112428.
Appl. Phys. Lett. 110 (2017) 123904. (APL Editor's Pick)
AIP Publishing in the News, March 21, 2017.
逆構造ペロブスカイト太陽電池の典型的な正孔輸送材料であるPEDOT:PSSとペロブスカイトの積層膜試料についてESR研究を行い、PEDOT:PSS/ペロブスカイト界面での暗状態および疑似太陽光照射下での電荷移動を分子レベルのミクロな観点から立証し、素子動作機構を議論した。
Appl. Phys. Express 12 (2019) 041002.
高分子太陽電池における電荷形成・蓄積の直接観測
ESR測定可能な導電性高分子-フラーレン誘導体ブレンド膜を用いたバルクへテロ接合型高分子太陽電池の開発と作製を行い、素子動作時に生じる電荷蓄積のESRによる直接観測に初めて成功した。そして、その電荷蓄積が素子特性の劣化と明瞭な相関を持つことを、ESRと素子特性の同時計測により明らかにし、素子の光劣化機構を分子レベルのミクロな観点から解明した。また、素子構造が素子性能や素子劣化に得たえる影響をミクロな視点から明らかにした。
ACS Applied Energy Materials 6 (11) (2023) 6299.
ACS Appl. Energy Mater. 3 (2020) 2028.
ACS Appl. Mater. Interfaces 11 (2019) 38372.
ACS Appl. Mater. Interfaces 10 (2018) 26434.
科学技術振興機構（JST）プレスリリース、２０１３年２月２７日.
高分子太陽電池の負極界面における熱処理効果をESRにより研究し、熱処理によるフラーレンアニオン形成の劇的な増強を観測し、素子特性劣化機構を解明した。
Appl. Phys. Lett. 104 (2014) 243903.
低分子太陽電池における電荷形成の直接観測
ESR測定可能なペンタセン/フラーレン積層膜を用いたヘテロ接合型有機薄膜太陽電池の開発と作製を行い、ESR特性と素子特性の同一素子を用いた同時計測により、素子作製時に暗状態で生じた有機界面における電荷形成のESRによる直接観測に初めて成功した。そして、素子の初期特性の低下機構を分子レベルのミクロな観点から解明した。
Adv. Energy Mater. 2 (2012) 591.
科学技術振興機構（JST）プレスリリース、２０１２年３月１日.