2019 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of solid-state quantum dot solar cells employing Cu-In-S colloids as the photo-sensitizer
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17K06023
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
東本 慎也 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (70368140)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神村 共住 大阪工業大学, 工学部, 教授 (40353338)
中村 亮介 埼玉大学, 理工学研究科, 非常勤研究員 (70379147) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 全固体型太陽電池 / p-nジャンクション / イオン液体 / CuInS2 / 量子ドット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、金属半導体ナノコロイドを利用した、量子ドット太陽電池（QDSC）の研究開発が盛んに行われている。電解質に酸化還元媒体 (多硫化物イオンなど) を含む水溶液が用いられている場合が多い。しかしながら、実用面から見ると、溶液の蒸発や酸化還元媒体の不均化反応が起こり、耐久性に問題がある。そこで、QDSCをオール非真空系により全固体化することで太陽電池を創出することができれば、さらなる太陽電池の高効率化、環境適合性、低コスト化そして耐久性の向上がクリアーできれば、実用化が期待できる。
本研究では、非真空ソフトプロセス法により銅－インジウム硫化物 (CuInS2) を作製し、これを光増感剤に用いた量子ドット太陽電池の創出に取り組んだ。２種類の太陽電池を作製し、検討を行った。(1)電解質を必要としないp-nジャンクションを利用したFTO/TiO2/CdS/CuInS2太陽電池を作製し、最大で1.2%のエネルギー変換効率 (PCE) が得られた。(2) イミダゾリウム[BMIm]系イオン液体を用いて、多硫化物イオンのレドックスを利用した擬固体型太陽電池を創出して、0.75%のPCEが得られた。また、3日間の連続光照射でもPCEが初期性能の80 % (PCE 0.60%)と、高い耐久性が得られた。これら太陽電池の構造解析も併せて行い、発電効率の向上に向けた知見を得ることができた。
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