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月刊「　　っとナノム」

“有機デバイス向け　フラーレン誘導体のご紹介”

まず、有機デバイスについて、教えて下さい

　従来のシリコンをベースとした電子デバイスの代替を目標として、最近、有機物を半導体材料とする有機EL、有機太陽電池、有機トランジスタなど、いわゆる有機デバイスの研究、実用化が進んでいます。シリコン系に比べて薄いのでフレキシブルになり、低コスト化も期待されています。

そこに、フラーレン誘導体が使われているのですね

　フラーレンは高い電子受容能力を持ち、かつ球形ですので受け取った電子を非局在化することができます。ですから、有機デバイス、特に有機太陽電池におけるｎ型半導体材料と働くことが期待されています。有機デバイスの作成法には、材料を真空蒸着によって基板にのせる「蒸着法」と、スピンコート、印刷などによって基板にのせる「塗布法」があります。「蒸着法」では修飾されていないフラーレンが使われていますが、「塗布法」では溶媒に溶かしてデバイスを作成しますので、溶解しやすいような置換基を導入したフラーレン誘導体を使うのが一般的です。

具体的にどのようなフラーレン誘導体が使われているのでしょうか

　塗布型の有機太陽電池のｎ型半導体材料として、PCBM（phenyl C61-butyric acid methyl ester）と呼ばれる、フェニル基とエステル部位を持ったC60の誘導体が広く使われています。これをp型半導体材料のポリ（アルキルチオフェン）などと組み合わせて、太陽電池を作成した例が多数報告されています。フロンティアカーボン（FCC）ではこのPCBMの大量合成法を確立し、現在ではkgオーダーでご提供することが可能です。

FCCのPCBMの特徴は何でしょう

　他の試薬メーカーなどからもPCBMは供給されていますが、kg単位でPCBMを製造できるのは、おそらくFCCだけだと思います。FCCは独自の製法により製造コストを低減しました。加えて、高品質のPCBMを、安定供給することができ、お客様にご好評いただいています。
　また、FCCは三菱商事株式会社から正規にライセンス1)を受け、フラーレン及びフラーレン誘導体を製造販売しておりますので、安心してお使い頂けます。

今後の展望について教えて下さい

　最近では、PCBMのエステル部分のアルキル基の長さを変えた誘導体が、太陽電池としての性能が上がる、などといった例2)も報告されています。FCCではこのような誘導体の供給も開始しました。フロンティアカーボンでは、お客様のニーズに合ったフラーレン誘導体をタイムリーにご提供することにより、有機デバイスの普及に貢献したいと考えています。

フラーレンの特性を活かせそうな興味深い分野ですね。今後の発展を期待しましょう

1. 三菱商事株式会社は日本におけるフラーレン物質・製造特許(特許第2802324号)の専用実施権を保有しております。
2. L. Zheng et al, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 11921-6.