C60を用いたn型有機熱電半導体

出典: BeansCM

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環境応用デバイス マイクロエネルギー 環境発電


目次

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高移動度n型有機半導体であるC60を用いた有機熱電変換素子の特性

構造

有機半導体材料を用いたn型熱電素子には、フラーレン(C60)を用いた。しかしながら、C60のみではキャリア密度が不足することから、炭酸セシウム(Cs2CO3)をC60薄膜上に成膜し、電荷移動錯体を形成させることによって、シート上にキャリアを発生させた。電極にはAgを用い、加熱部と冷却部間の距離は5mmとした。

図1 電荷輸送層/ドーナ層二層積層構造有機熱電素子

特性・性能・評価

p型のペンタセン二層積層熱電素子と同様に、n型二層積層構造においても非常に高いパワーファクターを得ることに成功した。p型n型共に適切なドナーまたはアクセプターを選択し、活性層上に薄く成膜することによって、電荷移動錯体によるキャリアドーピングを引き起こすことによって、熱電特性の高性能化を図ることが可能であることが分かった。この素子構造においては、図2より最高で14.6 μWm-1K-2を達成した。

図2 HMDS処理におけるC60熱電素子の熱電特性

文献情報,参考文献

Mao Sumino, Kentaro Harada, Masaaki Ikeda, Saburo Tanaka, Koji Miyazaki, and Chihaya Adachi, "Thermoelectric Properties of n-type C60 Thin Films and Their Application in Organic Thermovoltaic Devices", Appl. Phys. Lett., 99 093308 (2011)

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