2021 Fiscal Year Annual Research Report
ペロブスカイト太陽電池と構成材料の光キャリアダイナミクスとその電子状態解析
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19K15521
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| Research Institution | Kobe City College of Technology |
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Principal Investigator |
濱田 守彦 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (70827948)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光化学 / 電荷分離 / ペロブスカイト / 磁気共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ペロブスカイト構造を有する有機無機複合半導体を基礎とするペロブスカイト太陽電池は近年精力的に研究されている。一般的にペロブスカイト太陽電池は電子・正孔輸送材料でペロブスカイトを挟むことで効率的に励起子を電荷分離し、電流を得られるように設計されている。さらに、ペロブスカイトの励起子の束縛エネルギーは比較的低いため、次世代太陽電池として大変有力な材料である。しかし、電荷分離状態形成においては未だ未解明の部分が多いため、電荷分離状態を直接観測できる時間分解常磁性共鳴(Time-resolved Paramagnetic Resonance: TREPR)法を用いて観測することを目的とした。
共同研究により作製したペロブスカイトの試料を測定した結果、電荷分離状態の観測は難しく、また再現性も乏しいことが判明した。Narraらによりペロブスカイト中の励起子は電荷分離と励起子の再形成により蛍光寿命の長寿命化が起きていると報告されている。そのため、観測が難しい原因は次の2点と考えられる。①電荷分離状態の初期過程は複雑な時間スケールになっているため観測できない。②生成された電荷がトラップサイトに捕捉されて観測できない
②の解決策として2色TREPR法を開発し、トラップサイトからの解放電荷の観測を試みた。TREPR法とは磁場印加下におけるPump光とProbe光(マイクロ波)で試料の誘電損失の時間依存性を観測する手法であるが、2色TREPR法はPump光とPush光、Probe光(マイクロ波)誘電損失の時間依存性を観測する手法である。その結果、通常のTREPR測定結果と2色TREPR測定結果に差異を確認したため、2色TREPR法を開発できたと考えている。現在、超微細結合項およびPush光の導入効果・現象を量子論に基づく解析プログラムにどのように導入するかを検討している。
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Research Products
(1 results)
