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Impedance Spectroscopy to Elucidate the Open-Circuit Voltage in Wide-Gap Organic Photovoltaics
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Chai, Ying |
| Copyright Year | 2014 |
| Abstract | 有機光電変換素子(OPV)はエナジーハーベスティングの観点からも有望視され,盛んに研究 が進められている。OPVの利点の一つとして,特に室内光の回収利用に適した大面積素子が挙げ られる。分子構造から吸収帯を調整することで,人間の視感度の高い緑色領域を避け,蛍光灯や 白色 LED光の発光スペクトルにおいて大きな強度をもつ青色領域を吸収し発電する,視覚的に明 るい,室内利用に適した高効率な OPVが作製できる。 この目的のために,比較的広いバンドギャップをもつベンゾチエノベンゾチオフェン(BTBT) 類縁体(1)およびジナフトチエノチオフェン(DNTT)類縁体(2a, 2b)を p型材料に用いた平 面接合型 OPVを作成した(図 1)[1]。光電変換特性評価の結果,Vocはいずれも 0.1–0.5 V程度で あり,DFT計算から見積ったこれらの分子の HOMO準位に基づく経験則(Voc = HOMOp – LUMOn – 0.3 = 0.8–1.0 V)とは開きがあった。そこでインピーダンス分光法により,経験則から期待され る Vocが得られない原因を考察した。 それぞれの OPV に対して,暗状態および LED 光照射下でバイアス電圧に加えて,交流電圧を 印加した。得られた応答電流から複素インピーダンスの周波数依存性を求め,図 2 の等価回路モ デルを用いてパラメータフィッティングを行うことで,素子各層の静電容量(C)と抵抗(R)を 求めた。この結果から各層における Cのバイアス電圧依存性を求めたところ,p-dope層と判断さ れる層の C 成分(Cp-dope)に大きなバイアス電圧依存性が表れた。これを利用して,p-dope 層に ついての 1/C-Vプロット(図 3)の V切片から p-dope層のバンドがフラットになる電圧を求めた ところ,1で 0.34 V,2では約 0.1 Vとなった。この値が Vocの実測値に近いことから,これらの 素子では局所的なリーク電流で Vocが低下しているのではなく,素子内に 0.7 V前後の電位差を生 じるだけの負電荷が分布している可能性を示唆している。講演では,これらの解析の詳細につい て発表する。 【謝辞: p型材料をご提供頂いた日本化薬(株)に感謝致します】 |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://confit.atlas.jp/guide/event-img/jsap2014s/18a-PA6-20/public/pdf?type=in |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
