Elucidation of electronic structure of buried interfaces in lead-free perovskite solar cells and operando spin measurements

• Project/Area Number: 24K01325
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 29010:Applied physical properties-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 丸本 一弘 筑波大学, 数理物質系, 教授 (50293668)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 世力 筑波大学, 数理物質系, 助教 (30868526)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2026: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2025: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2024: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
• Keywords: 鉛フリーペロブスカイト太陽電池 / 電子スピン共鳴 / 埋もれた海面 / 電荷移動 / オペランドスピン計測

Outline of Research at the Start

本研究では、ペロブスカイト太陽電池の埋もれた界面における電荷移動を電子スピン共鳴（ESR）法により直接計測し、分子レベルの微視的な視点から、界面バンド曲がりの学理を開拓する。素子動作状態で使用可能なオペランドESR法も活用して素子性能相関も解明する。
具体的には、以下の３つの内容について、研究を行う。
a) 正孔輸送層/ペロブスカイト界面の電荷移動のスピン計測によるバンド曲がり評価
b) ペロブスカイト太陽電池のオペランドスピン計測によるバンド曲がりと素子性能相関
c) ペロブスカイト/電子輸送層界面における電荷移動のスピン計測と素子性能相関