分野別ソリューション

大気中光電子収量分光装置による有機薄膜太陽電池材料の評価

大気中光電子収量分光装置 ACシリーズ(理研計器)

Model:AC-3

Model:AC-3

有機薄膜太陽電池(OPV:Organic Photovoltaics)は、有機半導体の薄膜を発電層とした大陽電池で、柔軟性に優れ、将来的には紙に印刷するように製造が可能になると考えられているため、次世代の太陽電池として注目を浴びています。
その有機半導体材料に開発においては、イオン化ポテンシャルや仕事関数を求めることは非常に重要になります。
しかし、一般的に仕事関数・イオン化ポテンシャルを測定する装置は、高真空下で測定する必要がありました。
ACシリーズは大気中で測定するため、実際の使用条件での評価が可能です。材料と加工後の比較等も容易なため、実状に即した結果が得られます。

ACシリーズの測定原理

ACシリーズの測定原理

紫外線ランプから放射された紫外線は分光器により波長(エネルギー)が選択され、サンプル台に置かれた試料
表面に集光されます。光電効果(物質が光を吸収し表面から電子を放出する現象)により放出された電子をオープンカウンター(電子数測定器)により測定します。
紫外線の波長λは、次式により光のエネルギーEに換算されます。

 E=hν=h・c/λ
 (h:プランク定数、ν:光の振動数、c:光速、λ:波長)

紫外線エネルギーを大きくしていくと、右の測定アプリケーション画面のように光電子が放出されるしきい値エネルギー(仕事関数※1・イオン化ポテンシャル※2)が求まります。

※1 金属において、光電子放出のしきい値エネルギー
※2 半導体において、光電子放出のしきい値エネルギー

測定事例:ペロブスカイト太陽電池の動作原理の解明

測定事例:ペロブスカイト太陽電池の動作原理の解明

2009年、桐蔭横浜大学の 宮坂 力 教授は、ペロブスカイト材料が画期的な太陽電池材料であることをアメリカ化学誌(JACS)に論文報告しました。
この論文は 大変多くの論文で引用され、非常に多くの研究者がペロブスカイト太陽電池の研究を始めるきっかけとなりました。

先の論文で報告されたペロブスカイト材料のイオン化ポテンシャルの測定には、東京大学 瀬川浩司研究室のAC-3が用いられました。
その結果、ペロブスカイト材料からTiO2へ電子注入できる事が明らかになり、動作原理が解明されました。

Akihiro Kojima, Kenjiro Teshima, Yasuo Shirai and Tsutomu Miyasaka,
Organo Metal Halide Perovskites as Visible-Light Sensitizer for Photovoltaic Cells,
J. Am. Chem. Soc., 2009, 131 (17), pp 6050-6051;
https://doi.org/10.1021/ja809598r

お問合せ

ご注文・お見積り・在庫・修理に関するお問い合わせは、最寄りの営業部・支店・営業所までお問い合わせください。また、製品の仕様やアプリケーション等に関するご質問は、お問合せフォームよりお気軽にご連絡ください。