地方独立行政法人大阪産業技術研究所 森之宮センター

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有機機能材料研究室

エネルギー変換や環境調和の観点から、有機半導体・太陽電池用材料や触媒など、持続可能な社会の構築に貢献する材料開発を目指し、フラーレン誘導体やポルフィリノイド系色素など、有機機能材料の分子設計や合成、物性に関する研究を行っています。

担当者 お問い合わせなどについては「*」印の連絡担当者へお願い致します。

  1. 水野卓巳 *
  2. 高尾優子
  3. 森脇和之
対応する業界、素材や技術

有機半導体関連業界、有機太陽電池関連業界、色素材料関連業界、エネルギー関連業界、機能性高分子、機能性色素、フラーレン材料、ポルフィリノイド材料、情報変換材料、フォトニクス材料、化成品中間体、有機合成、グリーンケミストリー、計算化学、有機薄膜

研究内容

新規ポルフィリノイド系有機半導体の開発

近年のエネルギー問題や環境問題より、豊富でクリーンな太陽光線からのエネルギー変換システムが求められています。そこで、太陽光エネルギーから効率良く電子移動を起こして光合成を行う葉緑素の類縁体であるポルフィリノイド色素に着目し、有機半導体として、光吸収特性とエネルギー状態が従来の材料に比べて優れているサブナフタロシアニン誘導体類を合成しました。また、物性の制御を図り、ポルフィリン色素とフラーレンの新規連結誘導体など、各種ポルフィリノイド系材料の分子設計と合成、物性評価、応用性の検討を行っています。

有機太陽電池に用いるフラーレン誘導体の開発

有機薄膜太陽電池は軽量で低コストな次世代型太陽電池として期待されています。本研究では、その中心部材の一つであるフラーレン誘導体の合成開発を軸とし、分子構造と太陽電池特性や薄膜形態との関連性について評価を行い、有機薄膜太陽電池の高効率化に寄与する高性能なアクセプター材料の開発に取り組んでいます。

有機太陽電池に用いるアクセプター材料ならびにデバイスの開発

有機薄膜太陽電池の活性層材料は、ドナー材料とアクセプター材料自身の諸物性に加え、バルクヘテロ型デバイスにおいては成膜溶媒やアニール温度などの要因によって集合形態が大きく変化し、そのことがデバイス性能に大きく影響します。本テーマではシンプルなpn接合デバイスをモデルとして用い、特にアクセプター材料の移動度とpn接合面のマッチングの要素に注目して材料評価を行い、複雑なバルクヘテロ接合に適合した材料への設計指針を得ること目指しています。

研究成果

論文、著書
  1. Y. Takao, T. Ohno, K. Moriwaki, F. Matsumoto, J. Setsune, “Photooxidation of phenol derivatives using m-(dihydroxo)dipalladium(II) bisporphyrin complex”, Journal of Porphyrins and Phthalocyanines, 2010, 14, 64–68.
  2. K. Moriwaki, F. Matsumoto, Y. Takao, D. Shimizu, T. Ohno, “Synthesis and Properties of Novel Methanofullerenes Having Ethylthienyl and/or n-Pentyl Group for Photovoltaic Cells Tetrahedron, 2010, 7316-7321.
  3. Y. Takao, T. Masuoka, K. Yamamoto, T. Mizutani, F. Matsumoto, K. Moriwaki, K. Hida, T. Iwai, T. Ito, T. Mizuno, and T. Ohno, “Synthesis and properties of novel fluorinated subnaphthalocyanines for organic photovoltaic cells”, Tetrahedron Letters, 2014, 55, 4564–4567.
  4. Y. Takao, F. Matsumoto, K. Moriwaki, T. Mizuno, T. Ohno and J. Setsune, “Preparation of copper complexes coordinated by N21,N22-etheno bridged porphyrin and the application to photooxidation of phenol derivativesJournal of Porphyrins and Phthalocyanines, 2015, 19, 786-793.

有機機能材料研究室に関するお問合せ

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