在三菱化学开发的有机薄膜太阳能电池中,p型有机半导体使用的是被称为四苯并卟啉(Tetrabenzoporphyrin)的有机物,而n型有机半导体使用的是富勒烯衍生
在三菱化学开发的有机薄膜太阳能电池中,p型有机半导体使用的是被称为“四苯并卟啉(Tetrabenzoporphyrin)”的有机物,而n型有机半导体使用的是“富勒烯衍生物”。富勒烯衍生物是指在由60个碳原子构成的足球状分子富勒烯上嵌入有机分子的化合物。
利用与“有机EL”相反的物理现象
四苯并卟啉实际上是2006年由当时还是三菱化学控股集团的三菱化学与爱媛大学理工系名誉教授小野升,作为有机EL和电子纸的驱动薄膜晶体管材料开发而成的。由于半导体特性恰好与有机薄膜太阳能电池的条件一致,因此便开始应用于太阳能电池。顺便一提,有机薄膜太阳能电池利用的是与通电后发光的“有机EL”材料相反的物理现象。
其中,三菱化学着眼于四苯并卟啉所拥有的两个特性。一个特性是,虽然不溶于有机溶剂,但作为其前一阶段物质的“前驱体”溶于有机溶剂。另一个是,如果加热前驱体,在180度左右会形成结晶,这样形成的四苯并卟啉薄膜具有良好的半导体特性,平面性也比较出色。
如果使四苯并卟啉的前驱体溶于有机溶剂变成墨水状,然后涂布到薄膜基板上进行加热,也许就能简单地制造出有机薄膜太阳能电池。
拥有这种想法的三菱化学开发团队与东京大学研究生院理学系研究科教授中村荣一等共同开始研发有机薄膜太阳能电池。
如果用150~180度的高温加热四苯并卟啉的前驱体,就会显示出半导体特性。 |