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新たな光機能を付与したペロブスカイト材料の開拓

Publicly Offered Research

Project AreaSoft Crystals: Science and Photofunctions of Easy-Responsive Systems with Felxibility and Higher-Ordering
Project/Area Number 18H04503
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

木下 卓巳  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (60635168)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords有機金属ハライドペロブスカイト / 光キャリア / 時間分解光電子分光 / ホール輸送材料 / ペロブスカイト太陽電池 / 近赤外光電変換 / 光エネルギー移動 / 励起子 / 結晶構造 / イオン拡散 / 金属ハライドペロブスカイト / キャリア輸送 / 光電子分光 / 鉛フリー材料 / 太陽電池
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、有機ハライド鉛ペロブスカイトの示す光物性や太陽電池デバイスの中での振る舞いについて時間分解分光や時間分解顕微光電子分光などによる光キャリアの観測を行うと共に、新たな金属ハライドペロブスカイトに関する材料開発を行った。有機金属ハライドペロブスカイトの光キャリアダイナミクスについては、時間分解顕微光電子分光により半導体伝導帯中の電子像をサブマイクロスケールで観察することにより、ペロブスカイト太陽電池内の光キャリアダイナミクスの直接観測を検討した。さらに時間分解分光を組み合わせる事によって、有機金属ハライドペロブスカイト薄膜中を移動する伝導帯電子の光電子像を観測することに成功した。また、デバイス構造内での電子像をとらえる事にも成功し、デバイス内での電子の振る舞いがより明らかになった。一方、新材料開発として、有機金属ハライドペロブスカイト結晶を用いたホール輸送材料の開発と光電変換素子への応用を行った。太陽電池材料として注目を集める有機ハライドペロブスカイト太陽電池の多くは、鉛を含む鉛ハライドペロブスカイト化合物を用いるが、この鉛を他の代替元素へと置換し、なおかつ有機溶媒への溶解性を改善させた新たな有機無機ハイブリッド材料を合成した。また、それを用いた全固体近赤外光電変換素子への応用を行い、既存の有機ホール輸送材料を用いたデバイスに比べ、近赤外領域の分光感度拡大と光電流応答の大幅な向上に成功した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

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

    (9 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] p-Doping of a Hole Transport Material via a Poly(ionic liquid) for over 20% Efficiency and Hysteresis-Free Perovskite Solar Cells2020

    • Author(s)
      Geffroy Camille、Grana Eftychia、Bessho Takeru、Almosni Samy、Tang Zeguo、Sharma Anirudh、Kinoshita Takumi、Awai Fumiyasu、Cloutet Eric、Toupance Thierry、Segawa Hiroshi、Hadziioannou Georges
    • Journal Title

      ACS Applied Energy Materials

      Volume: 3 Issue: 2 Pages: 1393-1401

    • DOI

      10.1021/acsaem.9b01819

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Solid-state dye-sensitized solar cells using (CH3NH3)2SnI6 perovskite with wideband sensitizer2019

    • Author(s)
      Kinoshita Takumi、Kakeno Rentaro、Segawa Hiroshi
    • Journal Title

      Chemistry letters

      Volume: 印刷中

    • NAID

      130007674917

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Near-infrared Photoelectric Conversion by Singlet-Triplet Transition of the Iminopyridine Ru(II) Complex2018

    • Author(s)
      Kinoshita Takumi、Segawa Hiroshi
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 47 Issue: 10 Pages: 1311-1313

    • DOI

      10.1246/cl.180574

    • NAID

      130007496162

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] スピン反転励起による高効率近赤外光エネルギー変換系の開拓2020

    • Author(s)
      木下卓巳
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Multiple Exciton Generation in Doped Metal Halide Perovskites2019

    • Author(s)
      Kannna Fukumoto, Takumi Kinoshita, Hiroshi Segawa
    • Organizer
      8th LIA NextPV International Workshop
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 鉛フリーペロブスカイトを用いた広帯域光エネルギー変換2019

    • Author(s)
      木下 卓巳、懸野 廉太郎、瀬川 浩司
    • Organizer
      2019年光化学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Solution processed multijunction perovskite solar cells with wideband photosensitizers2018

    • Author(s)
      Takumi Kinoshita
    • Organizer
      2018 Taiwan-Japan Bilateral Symposium on Green Energy
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] スピン反転励起を利用する光エネルギー変換デバイスの固体化と高効率化2018

    • Author(s)
      木下卓巳、瀬川浩司
    • Organizer
      2018光化学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属ハライドペロブスカイトを用いた有機系多接合太陽電池の開発2018

    • Author(s)
      木下卓巳
    • Organizer
      光機能材料研究会 第70回講演会「多接合・マルチバンド太陽電池」
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited

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Published: 2018-07-20   Modified: 2021-01-27  

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