2021 Fiscal Year Annual Research Report
Quantitative elucidation of photo-generated charge carrier mobility and transfer dynamics in perovskite semiconductor films
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19H02813
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
橘 泰宏 大阪大学, 大学院理学研究科, 招へい教授 (30359856)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関 修平 京都大学, 工学研究科, 教授 (30273709)
豊田 岐聡 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (80283828)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ハロゲン化金属ペロブスカイト / 太陽電池 / 非鉛ペロブスカイト / 電荷移動反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
具体的な課題として、（１）ペロブスカイト層形状におけるキャリア移動度並びに電荷移動反応の変化、（２）キャリア輸送層の移動度変化による電荷移動反応制御、（３）非鉛ペロブスカイト半導体膜の作製とダイナミクスの変化、（４）ペロブスカイト層内のホットキャリア輸送並びに界面のホットキャリア注入を設定した。
課題2に関しては、前年度までに成果を論文で発表し、完結した。課題3に関しては、課題3に関しては、非鉛金属として、スズを用いて、均一なペロブスカイト膜の作製並びにナノ粒子の合成を試みた。その中で、臭化スズを元にしたペロブスカイトナノ粒子の作製に成功した。作製されたナノ粒子は、吸光係数が大きく、魅力的な光学特性を持つことが分かったが、大気下では、安定性が著しく低下することが分かった。このため、大気中における臭化スズペロブスカイトナノ結晶の構造変化のメカニズム並びに安定性の向上をターゲットにした研究を行い、必要なデータを得た。成果を論文で発表し、課題を完結した。
課題1に関しては、ペロブスカイト膜形状が、膜作製のためのスピンコート時の温度に影響を受けることを発見した。系統的な実験データを得たところ、膜形状は、ペロブスカイトの光学特性にはほとんど影響を与えず、太陽電池性能にのみ影響を与えることが分かった。現在学術論文投稿準備中である。
課題4に関しては、過渡吸収スペクトル測定装置を用いて、ホットキャリア密度と緩和過程、キャリアのトラップ過程、更にキャリア再結合過程を系統的に調べた。その結果、ホットキャリアの密度が上がると、キャリアの緩和時間が長くなることが、緩和されたキャリアの寿命が短くなることが分かった。更に、キャリアの密度とトラップ過程を注意深く比較することにより、ペロブスカイト膜のトラップ準位が複数存在することが分かった。これらの成果を発表するために、現在論文投稿中である。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Photo-Induced Charge Carrier Dynamics of Metal Halide Perovskite2022
Author(s)
M. Liu, M. Abodya, W. Dai, T. Kawawaki, A. Shimazaki, R. Sato, M. Saruyama, T. Teranishi, A. Wakamiya,, Y. Tachibana
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Journal Title
Proc. AM-FPD 2022
Volume: 1
Pages: 13-16
Int'l Joint Research
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