優れたｎ型半導体特性を実現するフレキシブルグラフェンナノリボンの開発

开发具有优异n型半导体特性的柔性石墨烯纳米带

基本信息

批准号：
21K05020
负责人：
高橋雅樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

初年度の研究成果を踏まえ、当該年度は、「渡環クロスカップリング」による「α型二量体」の合成を進めるとともに、「β型二量体」構築法の確立に向け、「酸化的渡環反応」を活用した「β型単量体」の合成検討を行った。前年度より検討を継続していた「α型二量体」の合成に関しては、反応条件の検討により作業を完了することができた。当該分子については、X線結晶構造解析および温度可変核磁気共鳴分析での評価を行い、それらの結果、「α型二量体」が「α型単量体」と類似の構造特性を示すことが明らかとなった。PTB7-Thドナーを用いた有機薄膜太陽電池デバイスの性能評価を行った結果、「α型二量体」は「α型単量体」と同等程度の発電性能を実現したものの、二量体構造としたことによる機能面での利得は認められなかった。また、「酸化的渡環反応」による「β型単量体」の合成については計画通り作業を完了できた。「β型単量体」のX線結晶構造解析および温度可変核磁気共鳴分析によると、当該化合物は「α型単量体」と比較して分子構造の柔軟性が乏しく、むしろ剛直性の高さから強い凝集性を有することが示唆された。この性質により、PTB7-Thドナーとの相溶性が低下し、有機薄膜太陽電池デバイスの性能評価において、低い発電性能を与えることが示された。この結果から、「β型単量体」から「β型二量体」への構造拡張はさらなる凝集性の増強をもたらし、薄膜材料として利用するには不向きであることが予見されたことから、当初計画した「β型二量体」への構造拡張については断念することとした。

根据第一年的研究结果，今年，我们使用“跨环交叉耦合”进行了“α型二聚体”的合成，并为了建立一种方法来构建“β型二聚体”的方法，我们对“使用”β-type Monomers的合成进行了一项研究，使用“氧化型单兆”的合成。关于自上一年以来一直研究的“α型二聚体”的合成，该工作是通过检查反应条件来完成的。使用X射线晶体结构分析和可变的温度核磁共振分析评估分子，结果，揭示了“α型二聚体”具有与“α型单体”相似的结构特性。通过使用PTB7-捐赠者评估有机薄膜太阳能电池设备的性能，“α型二聚体”达到的发电性能等于“α型单体”的发电性能，但由于二聚体结构，未观察到功能增益。此外，按计划完成了通过“氧化易位反应”的“β型单体”的合成。 X射线晶体结构分析“β型单体”和可变温度的核磁共振分析表明，该化合物在其分子结构上的柔韧性低于“α型单体”，并且由于其较高的刚性，其刚性更刚性，它具有很强的聚集特性。该特性降低了与PTB7-捐赠者的兼容性，并已显示在有机薄膜太阳能电池设备的性能评估中提供低功率性能。基于这些结果，可以预测，从“β型单体”到“β型二聚体”的结构扩展将进一步提高凝聚力，并且不适合用作薄膜材料，因此我们决定放弃从最初计划的“β型二聚体”中放弃结构性扩张。”

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Synthesis of Highly Emissive Fluorophores Based on Multiply Stacked Anthracene Arrangement

基于多重堆叠蒽排列的高发射荧光团的合成

DOI：
10.1002/ejoc.202201479
发表时间：
2023
期刊：
European Journal of Organic Chemistry
影响因子：
2.8
作者：
Keisuke Santo;Kentaro Uchida;Keisuke Fujimoto;Toshiyasu Inuzuka;Kazutaka Hirakawa;Tetsuya Sengoku;Masaki Takahashi
通讯作者：
Masaki Takahashi

静岡大学工学部有機光化学研究室（高橋研究室）ホームページ

静冈大学工学部有机光化学实验室（高桥实验室）主页

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Influence of N‐Substituents on Photovoltaic Properties of Singly Bay‐Linked Dimeric Perylene Diimides

N-取代基对单湾连接二聚苝二酰亚胺光伏性能的影响

DOI：
10.1002/chem.202102318
发表时间：
2021
期刊：
Chemistry A European Journal
影响因子：
0
作者：
Izawa Seiichiro;Uchida Kentaro;Nakamura Mayuko;Fujimoto Keisuke;Roudin Jeremy;Lee Ji‐Hyun;Inuzuka Toshiyasu;Nakamura Takumi;Sakamoto Masami;Nakayama Yasuo;Hiramoto Masahiro;Takahashi Masaki
通讯作者：
Takahashi Masaki

高効率有機太陽電池を志向した湾曲型ペリレンジイミド二量体の合成

用于高效有机太阳能电池的弯曲苝二酰亚胺二聚体的合成

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
横山麻紗子;中野雅由;岸亮平;北河康隆;藤野智子;平りくか・吉野惇郎・林直人・宮崎章;髙橋歩・藤本圭介・伊澤誠一郎・平本昌宏・高橋雅樹
通讯作者：
髙橋歩・藤本圭介・伊澤誠一郎・平本昌宏・高橋雅樹

湾曲型ペリレンジイミド誘導体の合成・物性と有機太陽電池への応用

弯曲苝二酰亚胺衍生物的合成、物理性质及其在有机太阳能电池中的应用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
V. Ya. Lee;H. Yasuda;O. A. Gapurenko;R. M. Minyaev;H. Gornitzka;A. Sekiguchi;藤本圭佑・高橋歩・山田一機・伊澤誠一郎・平本昌宏・高橋雅樹
通讯作者：
藤本圭佑・高橋歩・山田一機・伊澤誠一郎・平本昌宏・高橋雅樹