高圧技術を利用した有機強誘電性薄膜の異常光電性の高能率化

利用高压技术实现有机铁电薄膜的高效反常光电

基本信息

批准号：
62603542
负责人：
松重和美
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.異常光起電力効果現象における短絡電流・開放端電圧の温度特性強誘電性高分子(VDF/TrFE)共重合体(VDF分率54および65mo1%;50μm厚)を対象に, 光起電力電流・電圧の温度特性を温度可変型測定セルを用い真空中で調べた. 約1mW/cm^2の光を薄膜試料に照射すると, 直後の焦電効果による電流ピークの他に照射期間中一定の定常電流が観測された. その電流値の温度特性は, 本共重合体試料の強誘電相から常誘電相への転移温度(Curie点;約65°C)近傍で急激に減少する特徴を示した. 更に, 光起電力電流値が顕著な時間依存性を示すこと, 開放端電圧は57VとBand Gap値を大きく超える値が観測された. 以上の結果から, ポーリング処理した(VDF/TrFE)共重合体の光照射時の電流・電圧は異常光起電力効果に由来するものと結論される.2.(VDF/TrFE)共重合体の強誘電的構造に対する圧力効果VDF分率の異なる(VDF/TrFE)共重合体(54/46, 65/35, 73/27)を用い, X線回折および誘電率測定を400MPaまでの高圧下で行ない, 高圧誘起結晶構造変化特に強誘電相での結晶構造の完全性の向上が確認され, 光電変換の高効率化の一手法になりうることが示唆された.以上のように, 強誘電性高分子(VDF/TrFE)共重合体において, 試料内部に存在する内部電界に起因した光起電力(異常光起電力効果)が発生すること, 57VとBand Gap値を大きく超える開放端電圧値を初めて観測した. これら光起電力電流・電圧値は顕著な時間依存性を示し, イオン性のキャリアの寄与を示唆する. 更に, 圧力の印加により本共重合体の強誘電相での結晶構造はより完全になり, また高分子物質の光吸収スペクトルはRed Shiftし, Band Gap値も低下する事も分かり, 高圧技術の応用による光電効率の向上が期待される.

1. 异常光伏效应现象中短路电流和开路电压的温度特性对铁电聚合物（VDF/TrFE）共聚物（VDF 分数 54 和 65 mo1%；50 μm 厚度）的光伏功率进行了测量。使用可变温度测量单元在真空中研究当用约 1 mW/cm^2 的光照射薄膜样品时，除了紧随其后的热释电效应产生的电流峰值之外，在照射期间观察到恒定的稳定电流。电流值的温度特性由转变温度（居里）决定。此外，光伏电流值表现出显着的特征。时间依赖性，观察到开路电压为 57 V，大大超过了带隙值。从以上结果可以看出，极化的(VDF/TrFE)共聚物在光照射时的电流和电压来源于反常光伏效应。2．不同VDF的(VDF/TrFE)共聚物的铁电结构的压力效应。分数（54/46、65/35、73/27）、在高达 400 MPa 的高压下进行了 X 射线衍射和介电常数测量，证实高压引起的晶体结构变化，特别是在铁电相中，提高了晶体结构的完整性，可用于作为提高光电转换效率的方法，如上所述，在铁电聚合物(VDF/TrFE)共聚物中，我们首次观察到由于样品内部存在电场而产生光伏力（异常光伏力效应），并且观察到开路电压值为57V，大大超过了Band Gap值这些光伏电流和电压值显示出显着的时间依赖性，表明离子载流子的贡献。此外，通过施加压力，该共聚物的铁电相中的晶体结构变得更加完整，并且聚合物材料的光吸收也增加。光谱为红色。还发现Band Gap值也随着位移而减小，预计通过应用高压技术将提高光电效率。