Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
に、有機発電層をPCBMとP3HTを溶解したブレンド溶液から、また正孔輸送層であるPEDOT:PSSをその水分散溶液から、それぞれスピンコート法により製膜した。ここまでの製膜操作はブルゲルTiO_{x}膜を用いたものは全て窒素ガス充填のグローブボックス内で行い、その他の電子捕集電極を有するものは全て大気中で行った。最後に、裏面正孔捕集電極としてAu電極を真空蒸着することにより、

## I TO/TiO $ _{x} $ or ZnO/PCBM:P3HT/PEDOT:PSS/Au

となる太陽電池を作製した。その構造概略図を図(3)-2に示す。有効素子面積は1.0cm²である。さらに、PCBM:P3HT ブレンド膜中における効率的な光電荷分離を促進するためのミクロ相分離を達成させる工程として、150℃のホットプレート上で、大気中の未封止素子に5分間の加熱処理を施した。素子作製に用いた有機材料を図(3)-3に示す。こうして得られた素子をAM1.5G(78 or 100mW/cm²)の擬似太陽光を照射して、その電流電圧曲線計測により電池性能を評価した。

图(3)-2 $ ITO/TiO_{2} $ or ZnO/PCBM:P3HT

图(3)-3 用いた有機材料

/PEDOT:PSS/Au型素子の構造

## （２）長距離電極構造太陽電池の製作

有機薄膜太陽電池の大面積化を行う際は、高い抵抗を有する透明電極（ITO電極）内での電力損失を防ぐために、基板内に素子をいくつか配列したモジュール化が必要となる。本研究では、ガラス基板及びPET基板上について素子をモジュール化した太陽電池を作製し評価を行った。作製した大面積太陽電池は逆型構造で、ブレンド層にはPCBMとP3HTを使用している。ただし、Glass基板を用いた太陽電池の電子捕集層には化学浴析出法で成膜したCBD-TiO $ _{x} $ 膜、PET基板上のものにはブルゲル法で成膜したTiO $ _{x} $ 膜を使用している。これはPET-ITO上に化学浴析出法でTiO $ _{x} $ 膜を成膜しようとすると溶液の強酸性によりITO膜が溶融してしまうためである。

## 1 ）20cm□Glass-ITO 基板上への大面積太陽電池の作製

20cm☐Glass-ITO基板上に素子パターンの異なる3つの有機薄膜太陽電池を作製し、特性を評価した。素子構造は全て

## 20 cm□Glass/ITO/CBD-TiO_{x}/PCBM:P3HT/PEDOT:PSS/Au

となっている。太陽電池の各層は、TiO_{x}膜は化学浴析出法、ブレンド層はバーコート、PEDOT:PSS層はギャップコート、Au電極は真空蒸着により成膜した。Au電極以外は大気下で製膜した。これらの太陽電池はそれぞれ基板内の素子数が異なり、6素子、8素子、10素子が電気的に直列に接続
する仕様となっている。作製した3つの20cm☐太陽電池の仕様を表(3)-1に、概略図を図(3)-4に示す。この表と図から、素子数が多くなる程、1つの素子においてはITO上を流れる電気の距離が短くなることがわかる。こうして得られた素子に平均20 mW/cm²のメタルハライドランプを照射して、その電流電圧曲線計測により電池性能を比較した。

表(3)-1 作製した 20cm口太陽電池の仕様

素子数	单素子 $ \phi $ ITO 幅 [cm]	单素子面積 [cm $ ^{2} $ ]	全有効面積 [cm $ ^{2} $ ]
6	2.80	48.0	288.0
8	1.90	36.5	291.8
10	1.45	27.8	278.4

(a)

(b)

(c)

図(3)-4 検討した 20 cm 口太陽電池の概略図

(a)6 素子パターン、(b)8 素子パターン、(c)10 素子パターン

## 2 ）5 cm □ Glass-ITO or PET-ITO 基板上への大面積太陽電池の作製試作

図(3)-5に示すようなパターンの5cm☐太陽電池を作製し、特性を評価した。基板にはガラス-ITO

図(3)-5 モジュール逆型素子を真上から見た模式図（左図）と、その断面の一部（右図） $ 2.28cm^{2} $ （=8mm×38mm）サイズ素子を4個直列配置した。全有効発電面積：9.12cm²
と PET-ITO を使用している。素子構造は

## 5 cm☐Glass or PET/ITO/ブルゲルTiO_{x}/PCBM:P3HT/PEDOT:PSS/Au/Barrier-Film

となっている。Au電極以外の各層はスピンコートにより塗布製膜した。Au電極は真空蒸着で製膜している。こうして得られた素子をAM1.5G(100mW/cm²)の擬似太陽光を照射して、その電流電圧曲線計測により電池性能を評価した。

## （３）高効率大面積太陽電池の製作試作

有機薄膜太陽電池を高効率化する方法としては、主に以下の2つがある。

・発電層に用いる電子ドナー材料のHOMO準位を深くする、またはアクセプター材料のLUMO準位を浅くすることで開放電圧（ $ V_{oc} $ ）を増加させる。

・光を吸収する有機半導体（主に電子ドナー材料）のバンドギャップを狭くして、光電流密度（ $ J_{sc} $ ）を増加させる。

本研究ではこれら電子ドナー材料とアクセプター材料について検討して有機薄膜太陽電池の高効率化を目指し、最終的に大面積基板上への高効率太陽電池の製作試作を行った。

## 1 ）新規共役高分子の合成とそれを用いた太陽電池の作製

チェノチオフェン(thieno[3,4-b]thiophene, TT)を主鎖に有するπ共役高分子は、キノイド構造の安定化効果により光吸収領域が800 nm程度まで長波長化することが知られている。最近、TTとベンゾジチオフェン(benzo[1,2-b:4,5-b]dithiophene, BDT)の交互共重合体である図(3)-6に示したpoly-1を電子ドナーに用いた有機薄膜太陽電池で、光電変換効率5%以上が報告されている。また、TT環上に電子吸引性のフルオロ基を導入すると、ポリマーのHOMO準位が深くなりそれによって開放電圧(V_{oc})が増加することで変換効率がさらに向上することも見出されている。

図(3)-6 poly-1 の構造

以上の背景を踏まえ、TTをビルディングブロックとした電子ドナー材料のさらなる高性能化を目指して、(1)様々なフェニルエステル基を導入した新規チェノチオフェン系π共役高分子を合成し、フェニル基上の置換基がポリマーの光学的性質に及ぼす影響について詳細に検討を行った。また、(2)側鎖にπ共役ユニットとしてビチオフェンを導入した“広帯域の光を吸収可能な新規π共役高分子”の合成についても検討を行った。さらに、(3)BDTユニットに導入するアルコキシ鎖のキラリティーを制御することで、優れた有機半導体特性を有する高分子材料の開発を試みた。(4)BDTユニットをジチェノシロールユニットに置換した光安定性の高い新規π共役高分子の合成についても検討を行った。

この高効率化を目指して開発した新規共役高分子とPCBMとのブレンド膜(PCBM:polymer膜)を用いて、太陽電池を作製し発電層モルフォロジーと電池性能の相関について検討した。太陽電池は全てITOガラス基板上に逆型構造となるように作製し、電子捕集層にはCBD-TiO_{x}を用いた。Au電極以外の製膜操作は全て大気中で行った。素子構造は

## I TO/CBD-TiO $ _{x} $ (膜厚30nm)/PCBM:polymer(50-300nm)/PEDOT:PSS(60nm)/Au

であり、有効素子面積は $ 1.0\,cm^{2} $ である。こうして得られた素子をAM1.5G( $ 100\,mW/cm^{2} $ )擬似太陽光
を照射して、その電流電圧曲線計測により電池性能を評価した。発電層の表面形状は、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて評価した。

## 2 ）56π系フラーレン誘導体を用いた太陽電池の作製

有機発電層のドナー材料であるP3HTと、高効率化を目指して開発した56π系C60フラーレン誘導体アクセプターとのブレンド膜(C60誘導体:P3HT膜)を用いて、発電層モルフォロジーと電池性能の相関を検討した。新規C60誘導体として、図(3)-7に示される56π系フラーレンICBAを用いた。

図(3)-7 56π系C60フラレン誘導体の構造式

太陽電池は全てITOガラス基板上に逆型構造となるように作製し、電子捕集層にはCBD-TiO $ _{x} $ またはゾルゲルZnOを用いた。Au電極以外の製膜操作は全て大気中で行っている。素子構造は

ITO/CBD-TiO $ _{x} $ or ブルゲルZnO (30-60nm)/ICBA : P3HT(200nm)/PEDOT:PSS(100nm)/Au であり、有効素子面積は1.0cm $ ^{2} $ である。こうして得られた素子をAM1.5G(100mW/cm $ ^{2} $ ) 擬似太陽光を照射して、その電流電圧曲線計測により電池性能を評価した。発電層の表面形状は、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて評価した。

## 3 ）DEEP-HOMOを有するPV-D4610を用いた太陽電池の作製と大面積太陽電池の製作試作

ドナー材料としてP3HTよりも深いHOMO準位を有するMERCK社のPV-D4610を用いて太陽電池を作製した。深いHOMO準位を有するためこのドナー材料を用いることで高いVocが得られると予測される。電子捕集層にはCBD-TiO_{x}を、アクセプター材料にはPCBMを用いた。ここでは先ず小面積（有効面積約0.5cm^{2}）で太陽電池を作製し、実際に高効率となるかを評価した。この際、ブレンド層とPEDOT:PSS層はスピンコートにより、Au電極は真空蒸着により製膜した。その後、20cm□Glass基板を用いた大面積太陽電池の製作試作を行った。この時、ブレンド層はバーコート、PEDOT:PSS層はギャップコート、Au電極は真空蒸着により製膜した。どのサイズにおいても、太陽電池構造は

## Glass/ITO/CBD-TiO $ _{x} $ /PCBM:PV-D4610/PEDOT:PSS/Au

であり、逆型構造となっている。特性評価のための光源には100 mW/cm²の太陽光もしくはAM1.5Gの擬似太陽光を使用した。

この評価後、20cm☐ITO-PET基板上にもPV-D4610を用いた太陽電池を製作試作した。電子捕集層にはゾルゲルZnOを用い、ギャップコートにより製膜した。また、ブレンド層はバーコート、PEDOT:PSS層はギャップコート、Au電極は真空蒸着で製膜した。構造は

## 20 cm□ PET/ITO/ZnO/PCBM:PV-D4610/PEDOT:PSS/Au

である。特性評価のための光源には平均照度20 mW/cm²のメタルハライドランプを用いて、効率を予測した。
## 4 ．結果及び考察

## （１）平面型太陽電池プロセスの安定化

各種電子捕集層を有する太陽電池の評価結果を以下にまとめる。全て有効面積は $ 1~cm^{2} $ の未封止素子で大気下にて評価した。

## 1 ）CBD-TiO_{x}を電子捕集層とした逆型素子の作製と性能評価

ITO/TiO_{x}(膜厚 30nm)/PCBM:P3HT (250nm)/PEDOT:PSS(60nm)/Au 型素子の太陽電池性能を表(3)-2 にまとめた。性能評価のための光源には AM1.5G、100 mW/cm^{2} の擬似太陽光を用いた。非常に再現良く素子を作製できることも確認している。

表(3)-2 CBD-TiO $ _{x} $ を電子捕集層とした逆型素子の性能 $ ^{*} $

$ J_{sc} / mAcm^{-2} $	$ V_{oc} / V $	FF	PCE / %	再现性
6.63	0.58	0.59	2.27	◎

*シート抵抗 10Ω/sq.① ITO ガラス使用、

$ J_{sc} $ : 短絡光電流, $ V_{oc} $ : 開放光電圧, FF : フィルファクター, PCE : エネルギー変換効率

## 2 ）ゾルゲル TiO_{x} を電子捕集層とした逆型素子の作製と性能評価

$$ ル TiO_{x} $$

ITO/TiOx(膜厚60～100nm)/PCBM:P3HT(250nm)/PEDOT:PSS (60nm)/Au型素子の性能をまとめた。性能評価のための光源にはAM1.5G、100 mW/cm²の擬似太陽光を用いた。ブルゲルTiO $ _{x} $ 膜の加熱処理温度が100℃と低温であるにもかかわらず、CBD-TiO $ _{x} $ 素子に匹敵した性能を示した。

表(3)-3 ソルゲル TiO_{x} を電子捕集層とした逆型素子の性能

ITO 基板	Jsc / mAcm-2	Voc / V	FF	PCE / %
ガラス-IT（10Ω/sq）	7.52	0.57	0.53	2.28
PET-ITO（40Ω/sq）	7.20	0.56	0.43	1.74

TiO_{x}膜の製膜に対して、大気中で作業できるという観点からは、ソルゲル法よりも化学浴析出法が優れている。しかし、我々のここでの目標はPETなどを電極下地基板としたフレキシブル素子の開発であるため、これらの製膜法がPET-ITOに適用できるかどうかが問題となる。実際に化学浴析出法によってTiO_{x}製膜を試みたが、化学浴液性が強酸性であるために比較的結晶化度の低いPET上のITOが溶解してしまい、化学浴析出法を適用することができなかった。もう一つの製膜法である我々が工夫を加えたソルゲル法では、TiO_{x}膜作製のための加熱処理温度を100℃とかなり低く抑えることに成功したため、耐熱性の小さなPETなどを電極下地基板として用いることを可能にした。表(3)-3に、PET-ITO基板にゾルゲル法を適用して作製した素子の太陽電池性能を示した。我々が用いたPET-ITOのシート抵抗は、40Ω/sq.と比較的大きい。また、本逆型素子は、太陽電池性能を活性化させるために、太陽光に含まれる僅かな紫外線の照射が必須であるという特徴を有している。それにも関わらず、PET-ITOの紫外線透過率はITOガラスよりもかなり悪い。これらのことを反映して、PET-ITOを用いた素子のPCEが1.74％程度に留まり、ITOガラスを用いた素子（PCE＝2.28％）よりもかなり低い。しかしながら、太陽電池として十分機能することが実証できたものと考えている。
## 3 ）ゾルゲル ZnO を電子捕集層とした逆型素子の作製と性能評価

新規ブルゲルZnO膜を用いた素子の電池特性を、表(3)-4に示す。性能評価のための光源にはAM1.5G、78 mW/cm²の擬似太陽光を用いた。新規ブルゲルZnO膜を用いた素子はガラス基板で3.29%、PET基板で2.76%のPCEが得られ、再現性も非常に良かった。詳細については、サブテーマ6の「繊維型太陽電池製作」の中に示す。

表(3)-4 新規ゾルゲル ZnO を用いた素子の電池特性

基板	J_{sc} / mA cm^{-2}	V_{oc} / V	FF	PCE / %	再現性
ガラス	8.10	0.55	0.58	3.29	◎
PET	7.33	0.55	0.55	2.76	◎

## （２）長距離電極構造太陽電池の製作

本研究開発で行った長距離電極構造を有する各大面積太陽電池の作製とその評価結果について以下にまとめる。

## 1 ）20 cm □ Glass-ITO 基板上への大面積太陽電池の作製

作製した3つのパターンの20cm☐有機薄膜太陽電池の外観を図(3)-8に示す。

(a)

(b)

図(3)-8 作製した 20cm 口太陽電池

表(3)-5に作製した各太陽電池の特性をまとめる。ここで本計測には光源として平均照度20 mW/cm²のメタルハライドランプを使用した。従って、実際に太陽電池の評価に用いられるAM1.5G、100 mW/cm²の擬似太陽光と比較すると、その光のスペクトルや強度が異なるため、ここで示した効率が必ずしも実際の効率とはならない。ここではあくまで各太陽電池の比較を行うことを目的としている。

表(3)-5 作製した太陽電池の各パラメータ $ ^{*} $

素子数	Isc /mA	Voc /V	FF	PCE /%
6	90.0	3.50	0.55	2.92
8	68.6	4.64	0.58	3.06
10	54.2	5.92	0.66	3.67

*照度 $ 20 \, mW/cm^{2} $ のメタルハライドランプ照射時

$ I_{sc} $ は素子数の少ないものほど高くなっているが、これは単素子面積が大きいためである。これは $ I_{sc} $ が単素子面積に比例するためであり、実際に単素子面積と $ I_{sc} $ はほぼ比例の関係となっている。
$ V_{oc} $ の差は直列接続素子数の違いに由来する。即ち、素子の直列接続数に比例して $ V_{oc} $ は増加する。P3HT:PCBM系太陽電池においては、単素子の場合 $ V_{oc} $ は約0.6 Vである。結果をみると、6素子パターンでは単素子の6倍、8素子では8倍、10素子では10倍程度の $ V_{oc} $ となっている。従って、 $ I_{sc} $ と $ V_{oc} $ に関しては予想通りの結果であり、全ての太陽電池で同質の膜ができていることが示唆されている。今回、特に重要な結果はFFの差である。FFは素子数が多いものほど高くなっているが、これは単素子あたりのITO幅が狭くなったことによる。即ち、単素子単位で見るとITO上を流れる電気の距離が短くなるため、抵抗を有するITO電極自身での電力損失が少ないことを意味する。本計測は照度が20 mW/cm²であるが、より照度が高い場合は電流量が多くなるため、ITO電極での電力損失が大きくなり、より顕著にFFの差が出てくると推測される。効率は素子数が多いものほど高いが、上述した通りこれはFFが高くなったためである。

以上のことより、有機薄膜太陽電池の大面積化には、単素子あたりのITO幅を狭くするようなパターン化（素子数を増やす）が重要となる。しかしながら、ITO幅をさらに狭くすることは1基板内の素子数を増やすことになり、デッドスペースの増加を伴う。その結果、発電量の低下（効率の低下ではない）に繋がる。発電量とのバランスを取って、パターン化を決定する必要がある。

## 2 ）5 cm □ Glass-ITO or PET-ITO 基板上への大面積太陽電池の作製

上記したとおり、1基板の中でITO幅を狭くして素子をモジュール化することで電力損失の少ない大面積太陽電池が作製できることを確認した。そこで、5cm☐サイズのGlass-ITO及びPET-ITO基板上に素子をモジュール化した太陽電池を作製し、その特性を評価した。作製した各種太陽電池の特性を表(3)-6に示す。光源にはAM1.5G、100mW/cm²の擬似太陽光を用いた。

表(3)-6 ゾルゲル TiO_{x} を電子捕集層とした大面積化逆型素子の性能

ITOの下地基板・素子形態（シート捲抜）	有効面積 / cm²	Jsc / mA	Voc / V	FF	PCE / %
ガラス（10Ω/sq）・単セル	1.0	7.52	0.57	0.53	2.28
ガラス（10Ω/sq）モジュール	9.12	14.99	2.29	0.57	2.14
PET（40Ω/sq）・単セル	1.0	7.20	0.56	0.43	1.74
PET（40Ω/sq）・モジュール	9.12	15.72	2.25	0.44	1.72

図(3)-9 PET-ITO基板を用いた逆型素子のI-V特性（左図）とモジュール素子写真 黒破線：有効面積1 cm⁻²の単セル、赤実線：有効面積9.12 cm⁻²のモジュール素子 光源：擬似太陽光AM1.5G（光強度100 mW/cm²）
この表よりガラス基板上でも、PET基板上でも素子のモジュール化を行うことで大面積となっても特性が低下していないことがわかる。従って、このようなモジュール構造が大面積化に有効であることが実証できた。図(3)-9に、PET-ITO（シート抵抗40Ω/sq、PET膜厚100μm）を電極基板として用いた単セルとモジュール素子の光照射時のI-V特性、及び、モジュール素子の写真を示す。このモジュール素子に大気中で擬似太陽光AM1.5G（光強度100mW/cm²）を連続照射して太陽電池性能を評価したところ、100時間後でも初期に示した最高性能の83%を維持しており、比較的高い耐久性を示した。

## （3） 高効率大面積太陽電池製作試作

有機薄膜太陽電池の高効率化を目指して行った各種実験結果を以下にまとめる。また、最後に高効率大面積太陽電池の製作試作の結果も示す。

## 1 ）新規共役高分子の合成とそれを用いた太陽電池の作製

今回合成した新規共役高分子の合成結果とそれを用いた太陽電池の試作結果を以下に示す。

### a. 新規共役高分子の合成

i様々なフェニルエステル基を持つ新規チェノチオフェン系ローバンドギャップポリマーの合成図(3)-10に、今回合成したTTモノマーの合成スキームの概略を示す。芳香環形成を伴う6段階の反応を行うことにより、カルボキシル基を導入したチェノチオフェン誘導体TT-0を合成した。得られたTT-0を塩化チオニルとの反応により酸塩化物に変換し、単離することなく4-メトキシフェノール、フェノール、4-フルオロフェノール、4-トリフルオロメチルフェノール及び4-シアノフェノールと反応させることにより、それぞれTT-2（79%）、TT-3（75%）、TT-4（80%）、TT-5（71%）、TT-6（78%）を高収率で合成することができた。

図(3)-10 デエノデオフェンモノマー(TT-2-6)の合成

Pd 触媒を用いて、TT-2-6 とベンゾジチオフェン誘導体の2,6-ビス（トリメチルスズ）体(BDT-a)とのクロスカップリング(Stilleカップリング)を利用した重合反応を行い、新規ポリマー(poly-2-6)を合成した（図(3)-11）。また比較のために、オクチルエステル基を有する既報のpoly-1の合成も行った。重合の結果を表(3)-7にまとめる。いずれの重合反応においても、高収率で比較的高分子量のポリマーが得られた。Poly-2-4は、クロロホルム、テトラヒドロフラン、クロロベンゼンなどの有機溶媒に対して良好な溶解性を示した。一方、トリフルオロメチル基およびシアノ基を導
入した poly-5 や poly-6 の溶解性は低く、特に poly-6 に関しては、クロロホルムやテトラヒドロフランなどの一般的な有機溶媒には不溶であった。

図(3)-11 Stille カップリングによるチェノチオフェン含有ポリマ-(poly-2-6)の合成

表(3)-7 Poly-1-6 の重合結果と化学的性質

polymer	yield a(%)	Mw b(104)	Mw/Mn b(°C)	Tds c(eV)	Eg d(eV)	HOMO e(eV)	LUMO f(eV)
poly-1	93	12	2.9	317	1.62	-5.01	-3.39
poly-2	>99	3.8	2.0	333	1.60	-5.05	-3.45
poly-3	98	3.3	1.9	326	1.60	-5.03	-3.43
poly-4	97	6.5	2.6	328	1.57	-5.13	-3.56
poly-5	>99	26	9.2	316	1.56	-5.45	-3.89
poly-6 e	>99	n.d.	n.d.	325	n.d.	-5.33	n.d.

$ ^{a} $ Methanol insoluble part. $ ^{b} $ Determined by SEC (eluent: THF, PSt standard). $ ^{c} $ Not determined due to insolubility in common organic solvents. $ ^{d} $ The 5% weight-loss temperatures with a heating rate of $ 10^{\circ}C/min $ in $ N_{2} $ . $ ^{e} $ Calculated from the absorption band edge of the polymer films, $ E_{g}=1240\lambda_{o\pi e t} $ . $ ^{f} $ Measured by photoelectron spectroscopy in air. $ ^{g} $ Calculated from LUMO = $ E_{g} + HOMO $ . $ ^{h} $ Insoluble in common organic solvents.

熱重量分析（TGA）により、ポリマーの熱的安定性を調べたところ、poly-2-6の5%重量減少温度（ $ T_{d5} $ ）は、いずれも310℃以上であった（表(3)-7）。P3HT（ $ T_{d5} = 430\ ^{\circ}C $ ）と比較して $ T_{d5} $ 値は低いものの、poly-2-6は有機薄膜太陽電池の有機発電層に用いる材料として十分な熱安定性を有していると考えられる。次に、薄膜状態での吸収スペクトル測定を行ったところ、poly-2-6は、P3HTよりも長波長領域の光を吸収することが可能であり、太陽光スペクトルとの整合性がより高くなることが分かった。また側鎖にオクチルエステル基を有するpoly-1よりもフェニルエステル基を有するpoly-2-5の方が強い深色効果を示しただけでなく、poly-1よりも吸収ピークがブロードとなることから、より広範囲の波長の光を効率的に吸収できることが明らかになった（図(3)-12）。また、大気中光電子分光法を用いて測定したpoly-2-6のHOMO準位は、それぞれ-5.05,-5.03,-5.13-5.45,-5.33 eVであった（表(3)-7）。フェニル基上に強い電子吸引性基を有するpoly-5やpoly-6がpoly-2-4よりも深いHOMO準位を示したことから、置換基Xの電子的影響がフェニルエステル基を介して主鎖に伝搬し、ポリマーの分子軌道レベルの制御に効果的に働くことが明らかとなった。
図(3)-12 紫外可視吸收スペクトル（Film）

## ii 側鎖にビチオフェンユニットを有する新規π共役高分子の合成

太陽光スペクトルとの整合性を高めるために、長波長領域に光収収特性を有するローバンドギャップポリマーの開発が活発に展開されている。しかし、これまでに報告されているローバンドギャップポリマーは、吸収領域を長波長化することによって、短波長領域の光収収が低下しているものがほとんどである。そのため、太陽光スペクトルとの整合性は十分ではなく、光電変換効

図(3)-13 Stille カップリングによるチェノチオフェン含有ポリマー(poly-7h)の合成

率の飛躍的な向上は見込めない。そこで本研究では、広帯域光吸收特性を有する新規π共役高分子の合成を目指し、500-800 nmの長波長領域の光を吸収可能なTTとBDTユニットからなるπ共役
高分子(poly-7)について、BDTの側鎖にビチオフェンを導入した新規ポリマーを合成し、その光学的性質について調査を行った。

種々のアルキルビチオフェンをBDT-bと反応させ、さらに2,6位をトリメチルスズ化することにより、BDT-c-hを合成した(図(3)-13)。BDT-c-hは結晶性が低く精製が困難であったのに対して、BDT-hは再結晶が可能であり、単離精製することができた。得られたBDT-hとTT-1とのクロスカップリング反応がPd触媒で進行し、その結果、poly-7hが合成された。重合反応は定量的に進行し、重量平均分子量が $ 2.0\times10^{5} $ のポリマーが得られた。poly-7hは、クロロホルム、テトラヒドロフラン、クロロベンゼンなどの有機溶媒に対して良好な溶解性を示した。

## Poly-7h と対応するビチオフェンユニットの

ない poly-1 の薄膜状態での吸収スペクトルを、図(3)-14 に示す。poly-1 の吸収強度が大きく減少する 350~550 nm の波長領域においても、poly-7h は強い吸収を有していることが分かる。さらに、大気中光電子分光法により求めた poly-7h の HOMO 準位は -5.05 eV であり、poly-1 (-5.01 eV) と同程度の値を有していることも明らかとなった。したがって、poly-7h をドナー性材料に用いた有機薄膜太陽電池では、poly-1 と比較して開放電圧 ( $ V_{oc} $ ) を維持したまま、光電変換に利用可能な光子数を増加させることが可能であると予想される。従って、光電変換効率のさらなる向上が期待される。

図(3)-14 紫外可視吸收スペクトル（Film）

## iii 側鎖のキラリティーを制御したチェノチオフェン系ローバンドギャップポリマーの合成とその光学及び電気化学特性

図(3)-15 に示すように、鏡像体過剰率99％以上の(S)-2-エチルヘキサノールを出発原料に用いて、3段階の反応を経ることで、アルコキシ鎖のキラリティーを制御した(S,S)-BDTを合成した。得られた(S,S)-BDTとTT-1を、Stilleクロスカップリング反応を利用して重合することにより、

$ (S,S) $ -poly-1を合成した。重合反応は定量的に進行し、比較的高分子量のポリマーを高収率で得ることができた（表(3)-8）。側鎖のキラリティーを制御した $ (S,S) $ -poly-1と制御していないpoly-1の5%重量減少温度 $ (T_{\mathrm{d5}}) $ 、HOMO準位及びバンドギャップ $ (E_{\mathrm{g}}) $ を表(3)-8にまとめた。両ポリマーで明確な違いはなく、同様な熱安定性及び光学特性を有していることが分かった。

(S,S)-poly-1の正孔移動度 $ \left(\mu_{\mathrm{h}}\right) $ を空間電荷制限電流の測定によって算出した結果、アルコキシ鎖のキラリティーを制御することで、4倍程度 $ \mu_{h} $ 値が高くなることが分かった。この結果は、側鎖のキラリティーを制御することで、側鎖のアルコキシ鎖間の立体反発が減少し、ポリマ一間のスタッキングが強固になったことに起因すると考えられる。
図(3)-15 アルコキシ鎖のキラリティーを制御した(S,S)-poly-1の合成

表(3)-8 (S,S)-poly-1 及 poly-1 の重合結果と化学的性質

Sample code	Yield (%)a	Mn(104)b	Mw/Mnb	Tas(°C)c	HOMO(eV)d	Eg(eV)e	μb×105(cm2/V·s)f
(S,S)-poly-1	73	3.2	1.9	326	-5.01	1.64	31.0
poly-1	71	4.7	2.4	326	-5.01	1.63	8.4

$ ^{a} $ Methanol and hexane insoluble part. $ ^{b} $ Determined by SEC (eluent: THF, PSt standard). $ ^{c} $ The 5% weight-loss temperatures with a heating rate of $ 10^{\circ}C/min $ in $ N_{2} $ . $ ^{d} $ Measured by photoelectron spectroscopy in air. $ ^{e} $ Calculated from the absorption band edge of the polymer films, $ E_{g}=1240/\lambda_{cell} $ . $ ^{f} $ Calculated from $ J=9\varepsilon_{0}\varepsilon_{1}\lambda_{k}V^{2}/8L^{3} $ , where J is the current density (A/cm $ ^{2} $ ), $ \varepsilon_{0} $ is the vacuum permittivity ( $ 8.85\times10^{-12} $ F/m), $ \varepsilon_{t} $ is the dielectric constant of the organic material, $ \mu_{h} $ is the hole mobility (cm $ ^{2} $ /V·s), L is the polymer thickness (m), and V is the applied voltage (V).

以上の結果から、 $ (S,S) $ -poly-1を電子ドナーに用いた有機薄膜太陽電池では、poly-1の光学特性を保持したまま、正孔輸送を効率化できることが予想されるので、光電変換効率のさらなる向上が期待される。

## iv チェノチオフェン-ジチェノシロール系新規π共役高分子の合成とその光学特性

TTコニットとBDTコニットを主鎖骨格に有するローバンドギャップポリマー(poly-1等)は高性能な電子ドナー材料として報告されている。しかし、大気中でこれらのポリマーフィルムに光照射を行うことでBDTコニットが酸化され、主鎖が分解することが報告されている。そこで、より耐久性の高い電子ドナー材料を開発するために、BDTの代替コニットとして光安定性の優れたジチェノシロール（DTS）を用い、種々のTTモノマーと共重合することで新規チェノチオフエン系π共役高分子の合成を行った。エステル部位の異なる5種類のTTモノマー(TT-1-TT-5)とジチェノ
シロール誘導体の2,6-ビス（トリメチルスズ）体（DTS）のStilleクロスカップリングを行い、新規π共役ポリマーの合成を行った（図(3)-16）。いずれの重合反応においても、高収率で比較的高分子量のポリマーが得られた（表(3)-9）。Poly-8-12はクロロホルム、テトラヒドロフラン、クロロベンゼンなどの有機溶媒に良好な溶解性を示した。

図(3)-16 Stille カップリングによるジチェノシロール含有ポリマー(poly-8-12)の合成

表(3)-9 チェノデオフェン(TT-1-5)とジチェノシロール(DTS)の共重合結果

Run	Monomer	Polymer
Sample code	Yield (\%)a	Mn x 10-4b	Mw/Mn b
1	TT-1	poly-8	30	3.1	1.8
2	TT-2	poly-9	76	1.4	2.5
3	TT-3	poly-10	69	1.6	2.5
4	TT-4	poly-11	76	1.7	2.7
5	TT-5	poly-12	87	1.6	2.5

$ ^{a} $ CH $ _{2} $ Cl $ _{2} $ insoluble part. $ {}^{b} $ Determined by SEC (eluent: THF, PSt standards).

熱重量分析 (TGA) によりポリマーの熱的安定性を調べたところ、poly-8-12の5%重量減少温度 ( $ T_{d5} $ ) は、いずれも340℃以上であった（表(3)-10）。BDTユニットを有する従来のPTTBDT1 ( $ T_{d5}=326^{\circ}C $ ) と比較して $ T_{d5} $ 値が向上しており、DTSユニットに置換することで熱安定性が高くなることが分かった。次に、薄膜状態での吸収スペクトル測定を行ったところ、poly-8-12は、PTTBDT1よりも長波長領域の光を吸収できるだけでなく、吸収ピークがブロードとなることから、より広範囲の波長の光を効率的に吸収できることが明らかになった(図(3)-17)。また、大気中

図(3)-17 紫外可視吸収スペクトル（Film）
光電子分光法を用いて測定したpoly-8-12のHOMO準位は、それぞれ-5.40,-5.20,-5.09-5.07,-4.95 eVであり、エステル部位を変えることでHOMO準位のチューニングが可能であることが分かった(表(3)-10)。特に、フェニル基上に強い電子吸引性基を有するpoly-11やpoly-12が深いHOMO準位を示したことから、置換基の電子的影響がフェニルエステル基を介して主鎖に伝搬し、ポリマーの分子軌道レベルの制御に効果的に働くことが明らかとなった。

表(3)-10 合成した新規 $ \pi $ 共役高分子の化学的性質

Polymer	$ T_{as} $ ( $ ^{\circ} $ C) $ ^{a} $	$ E_{g} $ (eV) $ ^{b} $	HOMO (eV) $ ^{c} $	LUMO (eV) $ ^{d} $
poly-8	372	1.38	-4.95	-3.57
poly-9	367	1.38	-5.07	-3.69
poly-10	386	1.38	-5.09	-3.71
poly-11	380	1.36	-5.20	-3.84
poly-12	348	1.36	-5.40	-4.04
poly-1	326	1.63	-5.01	-3.38

$ ^{a} $ The 5% weight-loss temperatures with a heating rate of $ 10^{\circ}C/min $ in $ N_{2} $ . $ ^{b} $ Calculated from the absorption band edge of the polymer films, $ E_{g}=1240/\lambda_{aret} $ . $ ^{c} $ Measured by photoelectron spectroscopy in air. $ ^{d} $ Calculated from LUMO = $ E_{\sigma} + HOMO $ .

### b. 合成した新規共役高分子を用いた太陽電池の作製

i フェニルエステル基を有する新規チェノチオフェン系ローバンドギャップポリマーの有機薄膜太陽電池への応用

Poly-1とPoly-4をドナー性材料、PCBMをアクセプター性材料に用いて太陽電池素子の性能評価を行い（図(3)-18）、得られた開放電圧（ $ V_{oc} $ ）、短絡電流（ $ J_{sc} $ ）、フィルファクター（FF）、PCEを表(3)-11にまとめた。Poly-4を用いることで、Poly-1より $ V_{oc} $ が40 mV増加し、高分子材料のHOMO準位の変化の傾向と一致することが分かった。一方、 $ J_{sc} $ とFFはPoly-1の結果と比べて低下しており、PCEは1%程度減少した。太陽電池性能の違いに関する知見を得るために、それぞれの高分子材料とPCBMからなる混合薄膜のモルフオロジーをAFM像の観察により分析した（図(3)-19）。

図(3)-18 ポリマー:PCBM 素子のI-V曲線

(a)

(b) poly-4

図(3)-19 ポリマー:PCBM 混合薄膜の表面 AFM 画像
表(3)-11 求リマーPCBMを発電層に用いた逆型有機薄膜太陽電池素子の性能評価

Polymer	HOMO (eV) $ ^{a} $	Weight ratio of Polymer : PCBM	$ V_{oc} $ (V)	$ J_{sc} $ (mA/cm $ ^{2} $ )	FF (%)	PCE (%)
poly-1	-5.01	1:0.6	0.67	10.44	46	3.19
poly-4	-5.25	1:0.6	0.71	6.66	37	1.74

$ ^{a} $ Measured by photoelectron spectroscopy in air.

Poly-1はPCBMと緻密に混じり合ったモルフォロジーを形成しているのに対して、Poly-4を用いた際には、比較的大きなドメインを形成していることが分かった。Poly-4とPCBMの接触界面の面積減少が効率的な電荷分離を妨げ、 $ J_{sc} $ とFFが低下する一つの要因になっていると考えられる。そのため、混合薄膜の調製条件の最適化によって、素子性能は向上可能であると期待される。

## ii 側鎖にビチオフェンユニットを有する新規 $ \pi $ 共役高分子の有機薄膜太陽電池への応用

ドナーpoly-7hとアクセプターPCBMから成るブレンド膜（重量比1:1）をスピンコートして、膜厚94 nm, 160 nm, 及び256 nmの種々有機発電層を製膜した。このときの逆型有機薄膜太陽電池の

図(3)-20 Poly-7h高分子を用いた逆型有機薄膜太陽電池の光電流-電圧曲線. 異なる線種の数値は発電層膜厚を示す。

表(3)-12 Poly-7h高分子を用いた逆型有機薄膜太陽電池の電池特性

Polymer	Thickness / nm	$ J_{sc} $ / mA cm $ ^{-2} $	$ V_{oc} $ / V	FF	PCE / %
poly-7h	94	6.93	0.72	0.34	1.70
160	4.54	0.70	0.30	0.96
256	2.16	0.70	0.28	0.42

電流電圧曲線を図(3)-20に示す。また、電池性能を表(3)-12にまとめた。従来用いられていたP3HTの開放電圧( $ V_{oc} $ )は0.55~0.60Vであるのに対し、poly-7hを用いた場合、 $ V_{oc} $ が0.70~0.72Vまで向上した。また、発電層膜厚と短絡電流( $ J_{sc} $ )、フィルファクター(FF)および変換効率(PCE)に相関があり、膜厚が薄くなるほど $ J_{sc} $ およびFFが向上した。最高性能は膜厚94nmのときにPCE 1.70%であった。図(3)-20の電流電圧特性より、膜厚の減少に伴って、順バイアス印加時の直列抵抗が減少してい
ることから、電荷キャリアの移動距離が短くなったことが性能向上に起因していると考えられる。以後、これらを最適膜厚として実験を行った。

poly-7hとPCBMの重量比が異なる太陽電池の電流電圧曲線を図(3)-21に示す。また、電池性能を表(3)-13にまとめた。ここで、PCEと発電層モルフォロジーとの関係を調べるために、発電層表面のAFM像の観察を行った。図(3)-22に示したAFMによるpoly-7h:PCBMの表面形状像より、PCBM

図(3)-21 重量比を変えて製膜した poly-7h:PCBM を発電層に用いた逆型有機薄膜太陽電池の光電流-電圧曲線.

図(3)-22 重量比を変えて製膜した poly-7h:PCBM を発電層の表面 AFM 像.
表(3)-13 PTTBDT3:PCBMを発電層に用いた逆型有機薄膜太陽電池の電池特性

Weight ratio ofPTTBDT3:PCBM	$ J_{sc}/mA\ cm^{-2} $	$ V_{oc}/V $	FF	PCE/%
1:0.6	3.68	0.76	0.30	0.83
1:1	6.92	0.72	0.34	1.70
1:2	5.36	0.70	0.37	1.40
1:3	3.83	0.70	0.46	1.22

の重量比が増加するに従い、ミクロ相分離により形成されたドメインサイズが大きくなることが分かった。PCBM量が少ない時はpoly-7h:PCBMの相溶性が良く、このドメインサイズが小さくなって電荷分離界面が増加することが $ J_{sc} $ の向上に大きく寄与している。このように、ドナー高分子とアクセプターPCBMを混ぜた際のブレンド膜のモルフォロジーはその仕込み重量比によって大きく異なる結果が得られ、これは、用いたドナー高分子に適した製膜条件の検討並びに制御方法の開発が重要であることを示している。

## 2 ）56π系フラーレン誘導体を用いた太陽電池の作製

ICBA をアクセプター材料に用いて、P3HT:ICBA の重量比を 5:3～5:5 に変えて有機発電層を製膜した。この発電層を用いた逆型有機薄膜太陽電池の電流電圧曲線を図(3)-23 に示す。また、電池性能を表(3)-14 にまとめた。

従来用いられていた PCBM の開放電圧 $ \left(\mathrm{V}_{\mathrm{oc}}\right) $ は 0.55～0.60V であるのに対し、LUMO の浅い ICBA を用いることによって、 $ TiO_{x} $ 素子と ZnO 素子のいずれの場合においても、 $ V_{oc} $ が 0.74～0.77V まで向上した。また、P3HT:ICBA の重量比が 5:4 のときに 3.5～3.6% の比較的良好な PCE が得られた。

図(3)-23 重量比を変えて製膜した P3HTICBA を発電層に用いた逆型有機薄膜太陽電池の光電流-電圧曲線.(左)TiOx 素子(右)ZnO 素子.
表(3)-14 P3HT:ICBAを発電層に用いた逆型有機薄膜太陽電池の電池特性

Cell	Weight ratio of P3HT:ICBA	$ J_{sc} $ /mA cm $ ^{-2} $	$ V_{oc} $ / V	FF	PCE / %
TiOx	5:3	8.77	0.75	0.48	3.14
5:4	8.78	0.74	0.54	3.49
5:5	9.28	0.75	0.51	3.50
ZnO	5:3	8.09	0.74	0.46	2.78
5:4	9.35	0.77	0.51	3.63
5:5	8.50	0.76	0.54	3.46

## 3 ）DEEP-HOMOを有するPV-D4610をドナー材料に用いた太陽電池の作製

PV-D4610をドナー材料として用いてGlass基板上に作製した各サイズの太陽電池の作製試作結果と20cm☐PET基板上に作製した太陽電池の作製試作結果を以下にまとめる。

## a 小面積太陽電池

図(3)-24 にドナー材料として PV-D4610 を用いて作製した小面積サイズ（基板サイズ：2.5 cm × 4.0 cm、有効面積：0.5 cm²）の逆構造有機薄膜太陽電池の電流電圧曲線を示す。また、電池性能を表(3)-15 にまとめた。光源には、100 mW/cm² の太陽光を用いた。

図(3)-24 小面積 Glass/ITO/TiO $ _{2} $ /PCBM:PV-D4610/PEDOT:PSS/Au の光電流-電圧曲線. 100 mW/cm $ ^{2} $ の太陽光照射時. 有効面積: 0.5 cm $ ^{2} $ .

PV-D4610 をドナー材料として用いることで太陽電池効率が 5.82% となり、P3HT を用いていたこれまでの太陽電池の効率（約 3.0%）を大幅に上回っていることがわかる。 $ J_{sc} $ と $ V_{oc} $ の増加によるが、特に $ V_{oc} $ が増加したためである。これは PV-D4610 の DEEP-HOMO による効果であり、期
表(3)-15 PCBMPV-D4610を発電層に用いた小面積逆型有機薄膜太陽電池の

電池特性

基板サイズ	J_{sc} /mA cm^{-2}	V_{oc} /V	FF	PCE /%
2.5 cm × 4 cm	11.31	0.83	0.62	5.82

待通りの結果である。 $ J_{sc} $ の増加は、PV-D4610 のバンドギャップが P3HT のそれよりも狭く、より長波長側の光を吸収できるためである。

## b 20 cm □ 太陽電池

小面積太陽電池で効率6％近くのものが作製できたことを受けて、20cm☐Glass基板上にPV-D4610を用いた太陽電池を作製した。基板内で10個の素子が直列に接続しており（図(3)-4参照）、全有効面積は278.4cm²である。図(3)-25に作製した20cm☐太陽電池の電流電圧曲線とその外観写真を示す。また、電池性能を表(3)-16にまとめた。光源には、AM1.5G、100 mW/cm²の擬似太陽光を用いた。

図(3)-25 20cm□Glass/ITO/TiOx/PCBM:PV-D4610/PEDOT:PSS/Au 光電流-電圧曲線（左）とその外観（右）.

AM1.5G、 $ 100\ mW/cm^{2} $ 的擬似太陽光照射時，有効面積： $ 278.4\ cm^{2} $

表(3)-16 PCBM:PV-D4610を発電層に用いた20cm口逆型有機薄膜太陽電池の電池特性

$ ^{*} $ 1 素子の値

Isc / mA	$ J_{sc} $ / mA cm $ ^{-2} $	$ V_{oc} $ / V	FF	PCE / %
275	9.88	7.95	0.51	3.96
大面积化することで効率が4%程度となり、小面積サイズの太陽電池よりも効率が低下した。これは $ J_{sc} $ とFFが低いことが要因である。大面積化に伴いFFが減少することはP3HTを用いた太陽電池の結果からも予測していたとおりである。 $ J_{sc} $ の低下はブレンド層が均質で一様な膜になっていないことが要因であると推測される。これは、大面積太陽電池と小面積太陽電池ではブレンド層の塗布方法が異なるためである。特に塗布するサイズが大きくなる程、不均一な膜になっていると考えられる。従って、ブレンド層の塗布方法を改良し、ある程度均質な膜が製膜できるようになれば20cm☐でも5%を超える効率が得られると推測される。

## b フレキシブル20cm□太陽電池

20cm☐ガラス基板上に4%程度の太陽電池が作製できたことを受けて、20cm☐PET基板上にPV-D4610を用いた太陽電池を作製した。20cm☐ガラス基板と同様に基板内で10個の素子が直列に接続しており（図(3)-4参照）、有効面積は278.4cm²である。作製したPET基板上の20cm☐太陽電池の電流電圧曲線とその外観写真を図(3)-26に示す。また、電池性能を表(3)-17にまとめた。光

図(3)-26 20cm□PET/ITO/ZnO/PCBM:PV-D4610/PEDOT:PSS/Au

光電流-電圧曲線（左赤線）とその外観（右）.

比較として 20cm☐Glass/ITO/TiOx/PCBM:PV-D4610/PEDOT:PSS/Au の結果(左青線)も示す.

平均照度 $ 20 \, mW/cm^{2} $ のメタルハライドランプ照射時. 有効面積: $ 278.4 \, cm^{2} $ .

表(3)-17 PCBM:PV-D4610 を発電層に用いた 20cm口逆型有機薄膜太陽電池の電池特性

基板	Isc / mA cm-2	Voc / V	FF	PCE* / %
PET	48.8	7.00	0.47	2.85
Glass	49.0	7.70	0.55	3.76

$ ^{*} $ 20 mW/cm $ ^{2} $ のメタルハライドランプ照射時の結果.←太陽光照射時よりも低くなる.
源には、平均照度20 mW/cm²のメタルハライドランプを用いており、簡易的に特性を評価した。図の電流電圧曲線の中には、比較としてGlass基板上の20cm☐太陽電池の結果も併せて示している。

PET基板上の大面積太陽電池はGlass基板上のものと比較すると、 $ V_{oc} $ とFFが低いため効率が低くなっている。FFの低下はPET基板上のITOのシート抵抗が高いことによる（アモルファスであるため）。従って、素子のパターン化を再検討する必要がある。 $ V_{oc} $ の低下要因については漏れ電流の存在等、様々な要因が挙げられるが、大面積のPET基板上ではGlass基板上の時よりもさらに均質で一様な膜ができにくいことが最大の要因として挙げられる。

ここで、本結果はメタルハライドランプ照射時の効率を記載しているが、メタルハライドランプから出る光の波長がPV-D4610の光吸収波長をカバーできないため、同じ照度の太陽光を照射した場合と比較すると太陽電池から取り出せる電流量が少なくなる、即ち効率は低くなる。図(3)-25と図(3)-26の結果からも、このことが示唆されている。これらの結果の比較より、今回作製した20cm☐フレキシブル太陽電池の効率を概算すると（太陽光を照射した場合）、約3%程度であると推測される。

以上の結果より、20cm☐PET基板上では、単素子のパターン幅をより狭くし、均質な膜のブレンド層が成膜できるようになれば5％近くの効率が見込めると推測される。

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

化学浴析出法による酸化チタンの製膜法を新規に開発した。これにより、今まで困難であった大面積化技術に対して、より簡便かつ再現よく有機薄膜太陽電池を開発することが可能になった。・ブルゲル酸化チタン及び酸化亜鉛の新規製膜法を開発した。これにより、PET基板上に安定的な逆型有機薄膜太陽電池を作製することが可能となった。

・20cm☐ガラス基板上に素子をモジュール化した太陽電池を作製し、大面積化のための素子設計指針を見出した。

・これまで当研究グループでは、有機薄膜太陽電池の評価用の素子サイズとしては比較的大きな有効面積1cm²の単セルを用いてきたが、本研究で、さらに大きな9.12cm²のモジュール素子を開発し、単セルと同程度の素子性能を達成した。

・BDT ユニットに導入するアルコキシ鎖のキラリティーを制御することで、ホール移動度を向上させることができた。

・これまで用いてきた BDT ユニットを DTS ユニットに置き換えることで、材料の熱的・化学的安定性が向上するだけでなく、広範囲の波長の光を効率的に吸収できるようになった。

・ドナー高分子 PTTBDT の物性の違いのために、アクセプターPCBM を混ぜた際のブレンド膜のモルフォロジーが、その仕込み重量比によって大きく異なった。すなわち、用いたドナー高分子に適した製膜条件の検討並びに制御方法の開発が重要であるといえる。

・LUMOが浅い56π系フラーレンをアクセプター材料に用いることにより、従来のPCBMより開放電圧が約200mV向上することが、逆型有機薄膜太陽電池でも確認できた。

• HOMO が深い PV-D4610 をドナー材料に用いることで、従来の P3HT より開放電圧が約 200mV 向上し、その結果、効率 6% 近くの逆型有機薄膜太陽電池を作製できた。