注目製品

ペリレンジイミド(PDI)二量体

Solar Energy Materials and DevicesのカナダリサーチチェアであるGregory C. Wech博士(カルガリー大学、カナダ)から、有機太陽電池(OSC:organic solar cell)の非フラーレンアクセプター(NFA:non-fullerene acceptors)として、3種類のペリレンジイミド(PDI)二量体:N-annulated PDIビルディングブロック(901144)、直接結合PDI二量体(901146)および色素結合PDI二量体(901143)の製品化のご提案をいただきました。

PDIは、高性能有機太陽電池で使用される高効率NFAの1つとして知られています。コンジュゲーション架橋を介して連結されたPDI発色団が高分子系OSCの作製に使用され、9.5%のエネルギー変換効率(PCE)が得られています1。bay-positionまたはheadland-positionで直接結合したPDI二量体は、それぞれ6%および8%のPCEが得られるOSCの作製を可能にしています2-5。PDIユニットのbay-positionでのN環化(annulation)は、最低空軌道のエネルギー準位を不安定化するため、電子親和力の低下につながり、非環化(またはS/Se)PDIを使用して作製されたOSCと比較して開放電圧が上昇します。また、アルキル側鎖が付加されるため、N環化により材料の溶解度や処理性も向上します。PDIユニットの二量化は強い分子間相互作用を妨げ、過剰な結晶化の傾向を低減します。

PDIを用いた活性層は、環境に優しい複数の「グリーン」溶媒からのスロットダイコーティングで処理できるため、OSCの性能向上のための活性層制御において魅力的です6-8

901144 901146 901143
非フラーレンアクセプターについては右記のページもご参考ください。

References

  1. Nature Energy 2016, 1, 15027.
  2. Adv. Mater. 2014, 26, 5708–5714.
  3. Chem. Commun. 2013, 50, 1024–1026.
  4. J. Mater. Chem. A 2017, 5, 22288–22296.
  5. J. Mater. Chem. C 2017, 5, 8875–8882.
  6. Chem. Commun. 2017, 53, 1164-1167.
  7. Sustainable Energy Fuels 2017, 1, 1137-1147.
  8. Small Methods 2018, 2, 1800081.