2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of self-organized interband-type 14-group-element quantum dot solar cells with DA interpenetrated-junctions
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25420760
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
奥 健夫 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (30221849)
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2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 太陽電池材料 / ドナー・アクセプター / 相互浸透型 / 光起電力 / 量子ドット / 自己組織 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
第三世代太陽電池の研究開発にあたり、幅広い学際的バックグラウンドを持つ研究者を結集し研究を推進した。平成28年度は、TiO2ナノ粒子導入電子輸送層／ペロブスカイト層相互浸透型構造を有する、バンドギャップ制御型元素ドーピングCH3NH3PbI3ペロブスカイト系太陽電池の形成を試み、光起電力特性および微細構造を評価した。また、PCBM:P3HT系相互浸透型太陽電池へのフタロシアニン添加による特性向上、球状シリコン太陽電池材料およびSnO2反射防止膜の微細構造解析および光物性評価も行った。これらの研究成果をとりまとめ、論文発表等を積極的に行った。
具体的には、相互浸透接合型ペロブスカイト系光電変換デバイス構造形成および量子化学材料設計により、長波長まで広範囲の光を吸収可能な太陽電池を形成した。ホール移動度及び電子移動度を向上させるために、ポリシラン分子やNbイオン導入キャリア輸送層を形成し、ハロゲンイオン位置や、14族元素であるPb原子位置にもそれぞれCl、Br及びSb、Snなど他元素導入も試み、ペロブスカイト結晶構造、キャリア輸送、光物性等を調べ、効率向上およびキャリア移動度増大などの結果を得た。また有機PCBM:P3HT系太陽電池へのフタロシアニン添加により光起電力特性が向上した。さらに第一原理計算によるナノ構造・電子状態予測、熱力学計算による界面反応予測等を行いながら、今後の新規太陽電池デバイス設計の指針とした。
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