【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.26】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22AT0261
利用課題名 / Title
有機半導体材料の電子状態の調査
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion
キーワード / Keywords
有機半導体材料,太陽電池,接合界面,電子構造,紫外光電子分光測定,仕事関数
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
柴山 直之
所属名 / Affiliation
桐蔭横浜大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
太陽電池は、p-i-n半導体接合を有した積層半導体である。半導体の接合界面において、電荷分離が生じているため、太陽電池の発電メカニズムの理解のためには接合界面の電子構造を正確に把握することは重要である。特に、各半導体層のエネルギー準位は電荷分離過程の際にエネルギー損失の原因となるため。そのため、これらの各半導体層の電子状態を調査することは重要である。
本機器利用においては、太陽電池の電荷収集層に用いられる有機半導体層の電子状態を調査した。この調査のために紫外光電子分光測定を用いて測定した。
実験 / Experimental
【利用した主な装置】
【NPF074】エックス線光電子分光分析装置(XPS)
【実験方法】
測定に用いた有機半導体層は、Si基板上に参考文献1を参照して作製した。有機半導体材料が溶液濃度1 mol/Lになるようにクロロベンゼンを用いて溶解させた。この溶液を酸化物が形成されたSi基板上に塗布し、常温乾燥を行った。これにより、測定サンプルを作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
Figure 1に作製した有機半導体層の紫外光電子分光測定の結果を示す。この測定結果から、この有機半導体層の仕事関数は4.22 eV、価電子帯端とフェルミ準位の差は0.30 eVであった。そのため、真空準位を基準として、価電子帯端4.52 eV、フェルミ準位は4.22 eVと決定した。この結果から、この有機半導体層はp型有機半導体材料であることが分かった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 The results of UV photoelectron spectroscopy measurements of organic semiconductor layers.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
参考文献[1] N. Shibayama, et al., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 50187.
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件