• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Efficient Perovskite Solar Cells Based on Development of Transparent Organic Semiconductors

Research Project

Project/Area Number 18F18342
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 33010:Structural organic chemistry and physical organic chemistry-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

若宮 淳志  京都大学, 化学研究所, 教授 (60362224)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) TRUONG MINH ANH  京都大学, 化学研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2018-10-12 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2019: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsトリフェニルアミン / 正孔輸送性材料 / 光透過性 / ペロブスカイト太陽電池 / 準平面型 / 準平面構造 / トリアリールアミン
Outline of Annual Research Achievements

酸素架橋型トリフェニルアミン骨格に対して、ジアリールアミン骨格の導入効果(種類または位置)がHOMOおよびLUMOの広がりに及ぼす効果およびそれに起因した光吸収特性の違いを詳細に検討し、可視光領域に高い光透過性をもつ正孔輸送性材料を開発した。
酸素架橋トリフェニルアミン骨格にジアリールアミン、カルバゾール、およびジチエノピロールを導入した化合物のDFT計算をおこなった。その結果、これらの化合物ではHOMOは準平面型の酸素架橋トリフェニルアミン骨格上に広がる一方で、LUMOは導入したジアリールアミン骨格に広がることを見出した。これらの骨格では、HOMOとLUMOの重なりを抑制することで、最長波長吸収の遷移の振動子強度が小さくなり、紫外可視光領域でど吸光係数も減少するとわかった。
合成した化合物は固体状態でも420 nm以下の光吸収端を示し、高い可視光透過性をもつことが明らかになった。これらの化合物の蒸着膜に対して、大気下での光電子分光を行い、HOMOエネルギー準位を測定した。その結果、いずれの化合物のHOMOエネルギー準位もペロブスカイト半導体材料の価電子帯より浅く、ペロブスカイト層から正孔の取り出しが可能だとわかった。
これらの化合物の薄膜を正孔輸送層に用いたペロブスカイト太陽電池の作製方法と特性評価を詳細に検討した結果、最大で17.2%まで、比較的高い光電変換効率を達成した。
得られた成果に基づいて、査読付き学術論文を1件報告した。また、5件(国際2件を含む)の学会発表も行った。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] EPFL(スイス)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Iodine-rich mixed composition perovskites optimised for tin(iv) oxide transport layers: the influence of halide ion ratio, annealing time, and ambient air aging on solar cell performance2019

    • Author(s)
      Ozaki Masashi、Ishikura Yasuhisa、Truong Minh Anh、Liu Jiewei、Okada Iku、Tanabe Taro、Sekimoto Shun、Ohtsuki Tsutomu、Murata Yasujiro、Murdey Richard、Wakamiya Atsushi
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry A

      Volume: 7 Issue: 28 Pages: 16947-16953

    • DOI

      10.1039/c9ta02142f

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of Alkoxy Chain Length on the Properties of Two‐Dimensionally Expanded Azulene‐Core‐Based Hole‐Transporting Materials for Efficient Perovskite Solar Cells2019

    • Author(s)
      Truong Minh Anh、Lee Jaehyun、Nakamura Tomoya、Seo Ji‐Youn、Jung Mina、Ozaki Masashi、Shimazaki Ai、Shioya Nobutaka、Hasegawa Takeshi、Murata Yasujiro、Zakeeruddin Shaik Mohammed、Gratzel Michael、Murdey Richard、Wakamiya Atsushi
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 印刷中 Issue: 27 Pages: 6741-6752

    • DOI

      10.1002/chem.201806317

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Light Intensity Dependence Study of Mixed-composition Perovskite Solar Cells2020

    • Author(s)
      Richard Murdey, Minh Anh Truong, Kento Otsuka, Ruito Hashimoto, Tomoya Nakamura, Atsushi Wakamiya
    • Organizer
      Asia-Pacific International Conference on Perovskite, Organic Photovoltaics and Optoelectronics (IPEROP20)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Organic Hole-Transporting Material with High-Lying HOMO Energy Level for Tin-Based Perovskite Solar Cells2020

    • Author(s)
      Minh Anh Truong, Richard Murdey, Atsushi Wakamiya
    • Organizer
      The 3rd International Symposium of Integrated Research Consortium on Chemical Sciences
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 還元剤を用いた高性能スズ系ペロブスカイト太陽電池の開発2020

    • Author(s)
      中村 智也,薬丸 信也,Jiewei Liu,Minh Anh Truong,Kyusun Kim,大塚 健斗,半田 岳人,金光 義彦,Richard Murdey,若宮 淳志
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Photocurrent Collection Length and the Fill Factor of Mixed-Composition Metal Halide Perovskite Solar Cells2020

    • Author(s)
      Richard Murdey, Yasuhisa Ishikura, Yuko Matsushige, Kento Otsuka, Ruito Hashimoto, Minh Anh Truong, Tomoya Nakamura, Atsushi Wakamiya
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 浅いHOMOエネルギー準位をもつトリアリールアミン誘導体の合成と物性2020

    • Author(s)
      チョン ミンアン・橋本 塁人・中村 智也・マーデイー リチャード・若宮 淳志
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ペロブスカイト太陽電池用有機半導体:トリアリールアミン誘導体の置換基効果2020

    • Author(s)
      橋本 塁人・チョン ミンアン・中村 智也・マーデイー リチャード・若宮 淳志
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Tin-based Perovskite Solar Cells using Dihydropyrazine as Reducing Agent2020

    • Author(s)
      Tomoya Nakamura, Shinya Yakumaru, Jiewei Liu, Minh Anh Truong, Kyusun Kim, Kento Otsuka, Taketo Handa, Yoshihiko Kanemitsu, Richard Murdey, Atsushi Wakamiya
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Aging Effects in Mixed Composition Metal Halide Perovskites Characterized by Electrical Impedance2019

    • Author(s)
      Richard Murdey, Masashi Ozaki, Yasuhisa Ishikura, Minh Anh Truong, Jiewei Liu, Tomoya Nakamura, and Atsushi Wakamiya
    • Organizer
      10th International Conference onMolecular Electronics&BioElectronics(MBE10)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸素架橋トリフェニルアミン骨格を用いた透明正孔輸送性材料の開発2019

    • Author(s)
      チョンミンアン
    • Organizer
      第51回構造有機化学若手の会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Mixed-Composition Metal Halide Perovskite Solar Cells for Ambient Light Energy Harvesting: Low Light Current-Voltage Behavior2019

    • Author(s)
      R. Murdey, M.A. Truong, K. Otsuka, R. Hashimoto, T. Nakamura, A. Wakamiya
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸素架橋トリフェニルアミン骨格を用いた透明正孔輸送性材料の開発2019

    • Author(s)
      チョンミンアン
    • Organizer
      第4回有機若手ワークショップ
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 室内光発電のためのイオン混合型ペロブスカイト太陽電池の開発2019

    • Author(s)
      Richard Murdey, Masako Miki, Yuko Matsushige, Kento Otsuka, Ruito Hashimoto, Minh Anh Truong, Tomoya Nakamura, Atsushi Wakamiya
    • Organizer
      統合物質創製化学研究推進機構 第5回国内シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ペロブスカイト層との界面構造制御を志向した正孔輸送性材料の開発2019

    • Author(s)
      橋本 塁人・チョン ミンアン・中村 智也・マーデイー リチャード・若宮 淳志
    • Organizer
      第46回有機典型元素科学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Transparent Organic Hole-Transporting Materials Containing Partially Oxygen-Bridged Triphenylamine Skeletons: Synthesis and Application for Perovskite Solar Cells2019

    • Author(s)
      Minh Anh Truong, Richard Murdey, Atsushi Wakamiya
    • Organizer
      Materials Research Meeting 2019(MRM2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 酸素架橋トリフェニルアミン骨格を用いた透明正孔輸送性材料の開発2019

    • Author(s)
      チョン ミンアン・マーデイー リチャード・若宮 淳志
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Transparent Hole-Transporting Materials Containing Partially Oxygen-Bridged Triphenylamine Skeletons: Synthesis and Properties2019

    • Author(s)
      Minh Anh Truong, Richard Murdey, Atsushi Wakamiya
    • Organizer
      RCCS The 2nd International Symposium
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Transparent Organic Hole-Transporting Materials Containing Partially Oxygen-Bridged Triphenylamine Skeletons2018

    • Author(s)
      Minh Anh Truong, Richard Murdey, Atsushi Wakamiya
    • Organizer
      The 15th International Symposium on Inorganic Ring Systems (IRIS-15)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis and Properties of Transparent Hole-Transporting Materials Containing Partially Oxygen-Bridged Triphenylamine Skeletons2018

    • Author(s)
      Minh Anh Truong, Richard Murdey, Atsushi Wakamiya
    • Organizer
      International Symposium on Main Group Chemistry Directed towards Organic Synthesis (MACOS)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 酸素架橋トリフェニルアミン骨格を用いた透明ホール輸送性材料の開発2018

    • Author(s)
      チョンミンアン・マーデイーリチャード・若宮淳志
    • Organizer
      第29回基礎有機化学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Transparent Organic Hole-Transporting Materials Containing Partially Oxygen-Bridged Triphenylamine Skeletons2018

    • Author(s)
      Minh Anh Truong, Richard Murdey, Atsushi Wakamiya
    • Organizer
      統合物質創製化学研究推進機構,第4回国内シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 京都大学化学研究所 若宮研究室HP

    • URL

      https://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~wakamiya/index.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光電変換素子および光電変換素子の製造方法2019

    • Inventor(s)
      若宮淳志、チョン ミンアン、三島良太、日野将志、目黒智己
    • Industrial Property Rights Holder
      若宮淳志、チョン ミンアン、三島良太、日野将志、目黒智己
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-034248
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-10-15   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi