筑波大など、有機薄膜太陽電池用材料を安価で高純度精製できる合成法を開発

同方法では、反応剤のC-H結合を反応点とするカップリング反応を用いるため、従来のクロスカップリング法では必須であったホウ素化合物などを必要としない。さらに、反応条件の検討を行い、リン化合物の添加も不要な合成法を確立した。これによって、生成物である高分子にホウ素やリンなどの不純物が残存する懸念が抜本的に解消された。次に、期待通りに高分子の純度が向上しているかを、従来法で合成した高分子と比較することで検証したところ、元素分析や微量分析の結果から、同じ精製方法であっても、新規合成法によって得られた高分子が高純度であることが明らかになった。

また、この高純度高分子を実際に太陽電池の材料として評価したところ、4%の光電変換効率が得られた。従来法で合成した同じ骨格の高分子を用いた場合の変換効率は0.5%であることから、材料の純度の高さが太陽電池特性の向上に大きく寄与していると考えられる。さらに、連続光照射下での変換効率の経時変化を追跡したところ、高純度材料を用いると素子が長寿命化することを見出したという。

今回の不純物の種類や量を低減できる合成方法により、簡単な精製操作で高い純度の高分子を得ることが可能になった。