2023 Fiscal Year Annual Research Report
大環状円盤型有機半導体を用いたSnペロブスカイト太陽電池の高性能化
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22KJ1747
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
橋本 塁人 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Keywords | ペロブスカイト半導体 / 正孔輸送性材料 / 発光 / 太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、電子・立体構造制御に基づいた独自の分子設計指針に基づいて、一連のπ共役系化合物群を合成し、それらの基礎特性評価とペロブスカイト太陽電池への応用展開を検討した。
酸素架橋型トリアリールアミン骨格誘導体を基本骨格に用いたポリマー材料を合成し、これを正孔輸送性材料に用いたペロブスカイト太陽電池を作製し、評価した。その結果、添加剤を用いなくても12%の光電変換効率が得られることを見出した。
また、酸素架橋型トリアリールアミン骨格の置換基効果についても詳細に検討した。電子求引性のニトロ基を用いた場合、励起状態での構造変化によりおおきなストークスシフトを伴った発光特性を示すことを見出した。
さらに、トリアリールアミン骨格にアルキンを導入し、ジチオールとの架橋反応を用いることで、基板上で強固な正孔回収層を作製できることを見出し、この技術を用いてペロブスカイト太陽電池が作製できることを実証した。
上記の他、二次元型のペロブスカイト半導体および金属フリーのペロブスカイト型化合物の高品質結晶を合成することにも成功した。これらの材料を用いて、１）二次元ハライドペロブスカイトが、比較的長い励起子スピン緩和時間と実質的な励起子-励起子相互作用により、この制限を克服できることを見出した。２）また、金属を含まない強誘電性ペロブスカイトMDABCOが、優れた強誘電性と可視フォトルミネッセンスをカップリングして示すことを見出した。
これらの成果は、今後Pbフリー型ペロブスカイト太陽電池の高性能化やペロブスカイト半導体のスピントロニクスなどの新たな応用研究にも有用である。
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[Journal Article] In Situ Thermal Cross-Linking of 9,9′-Spirobifluorene-Based Hole-Transporting Layer for Perovskite Solar Cells2023
Author(s)
Sarune Daskeviciute-Geguziene, Minh Anh Truong, Kasparas Rakstys, Maryte Daskeviciene, Ruito Hashimoto, Richard Murdey, Takumi Yamada, Yoshihiko Kanemitsu, Vygintas Jankauskas, Atsushi Wakamiya*, and Vytautas Getautis
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Journal Title
ACS Appl. Mater. Interfaces
Volume: 16
Pages: 1206-1216
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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