2018 Fiscal Year Annual Research Report
Crystal growth control of organolead halide perovskite for high efficiency solar cells
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16H05978
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
宮寺 哲彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (30443039)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ペロブスカイト太陽電池 / 結晶成長 / 有機単結晶 / エピタキシャル成長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エピタキシャル成長による有機鉛ペロブスカイトの高結晶化に取り組んだ。これまでにルブレン単結晶上にペロブスカイトがエピタキシャル成長し、成膜条件によって結晶方位が異なることを見出した。
今年度は結晶成長メカニズムの解明を目指し、放射光施設（SPring-8）においてリアルタイムX線回折に取り組み、結晶成長ダイナミクスの直接観察を行った。原料となるPbI2薄膜を成長させ、その上でCH3NH3Iを製膜する２段階成膜法を行った。まず、PbI2の結晶成長過程において成長初期過程にラウエ振動が観察され、平坦性の高い薄膜が形成されていることが分かった。また、強い面外配向を示すPbI2が形成されることが分かった。高配向PbI2にCH3NH3Iを供給し、ペロブスカイト結晶に転換されていく様子をリアルタイムで観察することに成功した。得られたペロブスカイト薄膜も強く面外配向していることが分かった。これらの結果はペロブスカイトの結晶成長における初期構造の重要性示す知見であると言える。
これまでに確立した結晶成長手法を用いてペロブスカイト太陽電池を構築することを試みた。透明電極上に高結晶パラセキシフェニルを製膜し、その上にルブレンを製膜することで高結晶ルブレンを得た。高結晶ルブレン上にペロブスカイトをエピタキシャル成長させ、電子輸送層（C60/BCP）と上部電極（Al）を製膜し、太陽電池素子を構築した。本手法で構築した素子が太陽電池として動作することを確認した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)
