分子の集まり方をコントロール 低コストの太陽電池実現へ前進
PR TIMES / 2017年2月22日 19時49分
分子が自ら高い精度で階層的に組み上がる仕組みを解明
千葉大学大学院工学研究科の矢貝史樹准教授を中心とした研究チームは、分子の自己組織化を制御する仕組みを解明しました。この発見は、太陽電池などの有機デバイスを新たな仕組みで構築し、低コスト化・大面積化を実現するうえで重要な指針となります。
背景 ー自己組織化現象とはー
分子が集合して自発的に秩序ある構造と新たな性質を生み出す現象を自己組織化現象と言います。分子は自己組織化構造を組み上げる際に、同じ分子でも条件によって異なる集合構造を持ちます。すなわち、苦労して狙いの機能をもった分子を設計・合成したとしても、それらが望まない自己組織化構造を形成してしまうために使い物にならない、ということが十分に起こり得ます。このように自己組織化現象を制御することは、分子材料の研究において重要であると言えます。
本研究の成果
本研究では、多点水素結合と呼ばれる分子間相互作用を利用し、半導体性を持つ分子の自己組織化を極めて精密に制御することができました。研究者らは、「バルビツール酸」と呼ばれる多点水素結合部位を「オリゴチオフェン」と呼ばれる汎用性半導体分子に結合させた、構造の異なる分子2種類を合成し、それらのわずかな違いを利用して、様々な条件下で集合構造を制御することに成功しました。そして、分子が高い精度で階層的に組み上がる仕組みを解明することができました。
さらに、上記の方法で得られた集合構造の1つは、電子物性が異なる材料とよく混ざり合う性質をもち、水素結合性材料としては世界最高の太陽電池としての性能を示すことも明らかになりました。これは、ナノレベルの構造の違いが太陽電池の性能に多大な影響を与えることの証明であるともいえます。
[画像: https://prtimes.jp/i/15177/165/resize/d15177-165-380406-0.jpg ]
今後の展望
分子の自己組織化を利用した有機デバイスは、低コスト化・大面積化の観点から無機デバイスや従来の蒸着法を用いた有機デバイスよりも優れており、今後さらに発展する研究開発分野です。これまで、分子がどのように自己組織化するかを分子構造から予測・設計することは困難でしたが、近年になって、次第に狙い通りに分子を自己組織化させることができるようになりつつあります。本成果はその発展をさらに加速化する重要な知見を与えています。自己組織化を利用した太陽電池の実用化も、近い将来実現できると考えられます。
本研究について
本研究は、科学技術振興機構(JST)・戦略的創造研究推進事業(CREST)の『太陽光を利用した独創的クリーンエネルギー生成技術の創出』研究領域(領域代表:山口真史)における研究課題「革新的塗布型材料による有機薄膜太陽電池の構築」(研究代表者:山田容子)ならびに、日本学術振興会科学研究費補助金・新学術領域研究『π造形科学』(領域代表 : 福島孝典)における研究課題「複合アセンブリーπ造形システム」(研究代表者:矢貝史樹)の一環として行われました。また、本研究の成果はScientific Reports (No. srep43098)にて日本時間2017年2月22日(水)午後7時に公開されます。
【本研究に関するお問い合わせ】
千葉大学大学院工学研究科 矢貝史樹
Tel:080-4452-2587 Fax:043-290-3401
E-mail:yagai@faculty.chiba-u.jp
企業プレスリリース詳細へ
PR TIMESトップへ
この記事に関連するニュース
-
東工大など、合成が困難な有機分子「3Dπ拡張ヘリセン」の不斉合成に成功
マイナビニュース / 2024年4月23日 17時27分
-
早大、超高屈折率と透明性の両立に加え使用後は分解するプラスチックを開発
マイナビニュース / 2024年4月23日 12時18分
-
04月26日(金) AndTech「ペロブスカイト太陽電池の劣化機構・解析・評価・機能性向上」WEBオンライン Zoomセミナー講座を開講予定
PR TIMES / 2024年4月12日 19時15分
-
物質最薄の一次元分子ポリマーランダムネットワークの創出!~新たな触媒・分子マシン・人工知能・量子材料開発へ~
PR TIMES / 2024年4月5日 12時40分
-
がんの細胞死を制御するタンパク質の新たなしくみを解明~HDM2をターゲットとした新たな抗がん剤開発への応用に期待~
PR TIMES / 2024年3月29日 15時15分
ランキング
-
1【解説】円安どこまで進む? 深刻…家計にも影響、為替介入の可能性は
日テレNEWS NNN / 2024年4月25日 20時5分
-
2なぜ歯磨き粉はミント味? ヒット商品の誕生には「無駄」が必要なワケ
ITmedia ビジネスオンライン / 2024年4月26日 8時0分
-
3英郵便局の冤罪事件、会計システム原因の富士通社長「申し訳ない」と謝罪…1月にドラマ化され批判強まる
読売新聞 / 2024年4月25日 23時0分
-
4濃口醤油と淡口醤油、塩分が高いのはどっち?…醤油の「色の濃さ」と「味の濃さ」の知られざる関係
プレジデントオンライン / 2024年4月26日 8時15分
-
5突然現場に現れて「良案」を言い出す上司の弊害 「気になったら即座に直したい」欲求への抗い方
東洋経済オンライン / 2024年4月26日 8時0分
記事ミッション中・・・
記事にリアクションする
記事ミッション中・・・
記事にリアクションする
エラーが発生しました
ページを再読み込みして
ください