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Multi functionalization of organic-inorganic perovskite solar cells by graphene electrodes

Research Project

Project/Area Number 20K05268
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 28030:Nanomaterials-related
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

Fujii Shunjiro  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (80586347)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鷲津 仁志  兵庫県立大学, 情報科学研究科, 教授 (00394883)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywordsグラフェン / ナノカーボン / 2次元材料 / 有機無機ペロブスカイト / ペロブスカイト太陽電池 / カーボン電極 / 透明電極 / 有機系太陽電池
Outline of Research at the Start

ナノカーボン材料であるグラフェンは炭素元素のみからなる二次元層状物質であり、高い導電性と透過率を持つ透明電極として応用が期待されている。本研究では、グラフェンを有機無機ペロブスカイト太陽電池の透明電極に適用し、折り曲げ可能で両面発電する多機能な新規太陽電池の開発を試みる。屋内用自立電源など環境発電デバイスへの応用展開を目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this study, multi-layer graphene was successfully grown on nickel and copper substrates using an atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus. We also developed a method to grow multi-layer graphene easily and directly at the desired location by fabricating a pre-patterned copper thin film on SiO2/Si substrate. In addition, we demonstrated that multi-layer graphene can be used as the anode of the dye-sensitized solar cells. Finally, considering practicality, we succeeded in fabricating the perovskite solar cells which uses the carbon electrodes printed with carbon pastes as the anode of the perovskite solar cells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した目的形状のグラフェンを直接成長する手法は、グラフェンの電子デバイス応用を加速し、二次元材料成長のための新プロセスにつながると考えられる。また、当初目標としていたグラフェンを電極に用いたペロブスカイト太陽電池の実現には至らなかったが、高価な金属電極の代わりに、安価なカーボン電極を採用したペロブスカイト太陽電池の作製に成功した。本研究成果は、ペロブスカイト太陽電池の低コスト化に向けた要素技術として貢献するものと考えられる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Fabrication of Liquid-Metal Printed 2D Tin Oxide Nanosheets for Optoelectronic Applications2024

    • Author(s)
      Shunjiro Fujii
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 978 Pages: 73-77

    • DOI

      10.4028/p-clz1kt

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dispersion of Long and Isolated Single-Wall Carbon Nanotubes by Using a Hydrodynamic Cavitation Method2023

    • Author(s)
      Shunjiro Fujii, Shin-ichi Honda, Yoshihiro Oka, Yuki Kuwahara, Takeshi Saito
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 16 Issue: 2 Pages: 466-471

    • DOI

      10.3390/ma16020466

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Observation of Cu<sub>2</sub>O/CuO Heterostructures in Copper Oxide Nanowires Fabricated by Thermal Oxidation Method2022

    • Author(s)
      森下 裕貴、藤井 俊治郎、本多 信一、久保 利隆、清水 哲夫
    • Journal Title

      Vacuum and Surface Science

      Volume: 65 Issue: 9 Pages: 388-393

    • DOI

      10.1380/vss.65.388

    • NAID

      130008134155

    • ISSN
      2433-5835, 2433-5843
    • Year and Date
      2022-09-10
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ポリマーラッピング法を用いた半導体型単層カーボンナノチューブ分離解明に向けた分子動力学シミュレーション2023

    • Author(s)
      松下 駿, 藤井 俊治郎, 伊藤 和輝, 小林 健洋, 岡本 隆一, 鷲津 仁志
    • Organizer
      応用物理学会関西支部講演会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] eDIPS法により合成された 単層カーボンナノチューブの半導体型分離2023

    • Author(s)
      松下 駿、藤井 俊治郎、本多 信一、桑原 有紀、斎藤 毅
    • Organizer
      SATテクノロジー・ショーケース2023
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 単層カーボンナノチューブの大量分散と半導体型分離2022

    • Author(s)
      松下 駿、藤井 俊治郎、本多 信一、桑原 有紀、斎藤 毅
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 熱酸化法により作製した酸化銅ナノワイヤーにおけるCu2O/CuOヘテロ接合の観測2021

    • Author(s)
      森下 裕貴、藤井 俊治郎、本多 信一、久保 利隆、清水 哲夫
    • Organizer
      2021年日本表面真空学会学術講演会
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  • [Presentation] Large-scale dispersion of long and isolated single-wall carbon nanotubes2021

    • Author(s)
      S. Fujii, T. Nakanishi, S. Honda, Y. Oka, Y. Kuwahara, T. Saito
    • Organizer
      New Diamond and Nano Carbons 2020/2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] パターニング銅薄膜を用いたCVDグラフェン膜の位置選択成長2021

    • Author(s)
      森下 裕貴、藤井 俊治郎、岡田 光博、清水 哲夫、久保 利隆
    • Organizer
      SATテクノロジー・ショーケース2021
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  • [Presentation] 多価イオンを照射した自立型単層グラフェンのポテンシャル効果2020

    • Author(s)
      和地 威幸、吉村 大地、藤井 俊治郎、本多 信一、西田 尚史、櫻井 誠、泉 宏和
    • Organizer
      2020年日本表面真空学会学術講演会
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  • [Presentation] 室温静的高圧下における中性子照射高配向性熱分解グラファイトの構造変化2020

    • Author(s)
      中村 周作、市川 優史、藤井 俊治郎、本多 信一、新部 正人、寺澤 倫孝、肥後 祐司、 庭瀬 敬右
    • Organizer
      2020年日本表面真空学会学術講演会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ナノカーボン材料研究の最新動向と応用展開2020

    • Author(s)
      藤井 俊治郎
    • Organizer
      令和2年電気関係学会関西連合大会
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    • Invited
  • [Presentation] Ga2O3を電子輸送材料に用いたペロブスカイト太陽電池のシミュレーション2020

    • Author(s)
      森下 裕貴、藤井 俊治郎
    • Organizer
      令和2年電気関係学会関西連合大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 兵庫県立大学:藤井俊治郎

    • URL

      https://www.eng.u-hyogo.ac.jp/faculty/fujii/index_ja.html

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report 2021 Research-status Report 2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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