Elucidation of the role of semiconductor oxide in organic-inorganic hybrid solar cells using lightweight plastic substrate

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K05888
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Energy-related chemistry
• Research Institution: Toin University of Yokohama
• Principal Investigator: Ikegami Masashi 桐蔭横浜大学, 医用工学部, 准教授 (30375414)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ペロブスカイト太陽電池 / 光電変換 / 酸化チタン / 低温成膜

Outline of Final Research Achievements

In this study, high-efficiency perovskite solar cells were fabricated using thin and lightweight plastic films. The main areas of study were the material selection and preparation methods. The combination of a 7-nm-thick titania layer, made using a sputtering method, and a mesoporous titania layer, made using 7-nm anatase particles, is an efficient plastic electrode for perovskite solar cells. Using this plastic film, with a thickness of 0.125 mm, we achieved 18% energy conversion efficiency, which is highly efficient for plastic solar cells.

Free Research Field

光電気化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ペロブスカイト太陽電池を樹脂基板にような耐熱性の低い基板を用いて作製するにあたり、焼成温度が課題であった電子収集層となる酸化チタン層を、粒子の種類の選択と分散液の調製により低温成膜できることを示した。このことにより、材料の選択肢が多い順構造型のペロブスカイト太陽電池を、プラスチック基板をはじめとする耐熱性の低い基板を用いて作製でき、かつ高効率を引き出せることを示した。電子収集層の金属酸化物層の積層構造も、高効率を引き出すために効果的であり、極薄の曲がるあるいは折りたためる高効率ペロブスカイト太陽電池を作製する手法について道を開く結果を示すことができた。