2020 Fiscal Year Annual Research Report
Addition effects of halogen compounds on electron transport properties of lead-free perovskite solar cells
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18K14316
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| Research Institution | Kagawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
白幡 泰浩 香川高等専門学校, 一般教育科(詫間キャンパス), 助教 (10791543)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 非鉛ペロブスカイト太陽電池 / (CH3NH3)3Bi2I9 / 熱処理温度 / I/Bi比 / 表面形態改良 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は，(1)添加剤として用いるハロゲン化合物に含まれる金属イオンの価数が太陽電池の電子輸送特性に与える影響の解明と，(2)ハロゲン化合物添加により改良された非鉛ぺロブスカイト太陽電池表面が電子輸送特性に与える影響を解明である．今年度は最終年度であるため，本研究課題にて挙げた成果の概要を以下に記す．
(1)非鉛ペロブスカイト太陽電池(CH3NH3)3Bi2I9の光電変換特性における熱処理温度の影響について調査／検討を行った.その結果，熱処理温度130 ℃，熱処理時間30分という条件にて，本研究における最大変換効率が得られた.さらに，(CH3NH3)3Bi2I9に含まれるヨウ素(I)とビスマス(Bi)の比(I/Bi比)と太陽電池セルの変換効率の関係について考察をを行ったところ，熱処理温度130 ℃にて最大のI/Bi比と変換効率が得られたことから，高効率な(CH3NH3)Bi2I9太陽電池の実現には，高いI/Bi比を得る必要があることが明らかとなった.
(2)非鉛ペロブスカイト太陽電池の表面形態の改良をするための添加剤としてヨウ化アンモニウムに着目し，初期段階の研究として，鉛ペロブスカイトCH3NH3PbI3-xClxにヨウ化アンモニウムを添加した太陽電池セルを作製した.その結果，20 mg/mL程度のヨウ化アンモニウムをCH3NH3PbI3-xClx前駆体溶液に添加することで，①太陽電池の光電変換特性の向上，②CH3NH3PbI3-xClx薄膜の(100)面配向，③CH3NH3PbI3-xClx薄膜の表面形態の変化を確認した．
しかしながら，新型コロナウイルス(COVID-19)の影響により，上記に記す研究目的の多くを達成することができず，課題を積み残す結果となった．
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