2017 Fiscal Year Research-status Report
有機無機ハイブリッド太陽電池における酸化物半導体の役割解明と軽量太陽電池への展開
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16K05888
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| Research Institution | Toin University of Yokohama |
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Principal Investigator |
池上 和志 桐蔭横浜大学, 医用工学部, 准教授(移行) (30375414)
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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 / 酸化チタン / 低温製膜法 / ブルッカイト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高効率ペロブスカイト太陽電池を作製するための、メソポーラス酸化チタン層に注目して研究を進めた。高効率ペロブスカイト太陽電池をプラスチック基板上に作製するためには、メソポーラス酸化チタン層の低温製膜が極めて重要となる。
昨年度までは、このメソポーラス層にブルッカイト酸化チタン層を用いた検討を行ってきた。今年度は、粒子径が10nm以下のアナターゼ型酸化チタン層を用いることを検討した。昨年度までの研究において開発した、ロール・ツー・ロールプロセスによりTiO2緻密層を厚み8nmにスパッタ製膜したITO-PENフィルムを用いた。
そのフィルム上に、粒子径が10nm以下のアナターゼ型酸化チタンの水分散液をスピンコート製膜した。小粒子アナターゼ酸化チタン膜の厚みは、希釈率により調整した。酸化チタン層を製膜した基板上に、先行研究で高効率が報告されているトリプルカチオンペロブスカイト（Cs, メチルアンモニウム、ホルムアミジニウムをAサイトカチオンとしてもつハロゲン化鉛系ペロブスカイトの組成）を塗布してプラスチックペロブスカイト太陽電池を作製したところ、そのエネルギー変換効率は最大１８％以上を達成した。この効率は、低温製膜かつプラスチックフィルムにおけるペロブスカイトの効率としては世界トップレベルの効率である。
ここで制作したペロブスカイト太陽電池について、曲げ試験等も行い、１０００回以上の繰り返しの曲げ試験にて、変換効率を維持できることを実証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的であるホール輸送層を用いないペロブスカイト太陽電池の構築のためには、ｎ型菜半導体の製膜の自由度をあげることが必要である。
本研究において、昨年度研究を進めていたブルッカイト型酸化チタンに加えて、アナターゼ型酸化チタンを低温製膜に適用できたことは、さらに、その太陽電池が変換効率１８％を達成できｒたことは、本研究のセル設計を多様化させることができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ブルッカイト型酸化チタンに加えて、アナターゼ型酸化チタンを用いて、ｎ型半導体による電子輸送層を製膜することができた。今年度は、これらの酸化チタン膜の多層化と、変換効率への影響、さらに、ホール輸送層フリーとなる酸化チタン層の構成について、検討を進める。
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| Causes of Carryover |
年度末の出張の計画に変更があり、繰越額を生じた。
今年度は、主に、作製した装置の評価用物品の購入にあてる計画である。
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