2016 Fiscal Year Annual Research Report
Nano-interface engineering of heterojunction quantum dot solar cells and the effect on charge separation of multiple excitons
Project/Area Number |
26286013
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Research Institution | The University of Electro-Communications |
Principal Investigator |
沈 青 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (50282926)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
豊田 太郎 電気通信大学, その他部局等, 名誉教授 (40217576)
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Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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Keywords | 量子ドット / 太陽電池 / 光励起キャリアダイナミクス / 界面修飾 |
Outline of Annual Research Achievements |
(1)PbSe量子ドット太陽電池の界面修飾と界面電荷分離・再結合ダイナミクス まず、新しい方法を提案し安定なPbSe量子ドット溶液の作製に成功した。次に、異なる4種類のリガンド分子をPbSe量子ドットの表面パッシベーションに適用し、PbSe量子ドット薄膜を形成した。これらのリガンドの違いによる①PbSe量子ドット膜の空気中での安定性の変化、② PbSe量子ドット膜のエネルギー準位の変化、③PbSe量子ドット太陽電池の光電変換特性の変化について詳しく調べた。さらに、過渡吸収法により量子ドット界面での電荷移動速度定数のリガンド依存性とそのメカニズムを検討した。PbSe量子ドットにおける光励起キャリアの寿命と再結合過程のリガンド分子依存性を明らかにした。適切な量子ドット界面修飾方法を確立できれば、空気中で安定でありさらなる高効率化であるPbSe量子ドット太陽電池の構築ができることが判明した。 (2)PbS量子ドット太陽電池の界面修飾と界面電荷再結合の抑制 PbS量子ドットヘテロ接合型太陽電池に、PbS量子ドット層とAu電極との界面にBTPA-4という新しい有機小分子層をホール選択層として導入することをはじめて提案した。これにより、PbS量子ドット太陽電池の開放電圧の向上に成功した。開放電圧の時間応答と交流インピーダンスの測定結果より、BTPA-4ホール選択層の導入により、この界面での再結合を著しく抑制できたため、PbS量子ドット太陽電池における光励起キャリアの寿命が長くなり、開放電圧が向上できたことが明らかになった。さらに、この有機小分子BTPA-4を導入したPbS量子ドット太陽電池は空気中で100日以上保存しても安定であることを実証した。この結果より、提案したBTPA-4ホール選択層は従来の有機ホール選択層より安定であり、量子ドット太陽電池に応用できることが判明した
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Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Improvement of photovoltaic performance of colloidal quantum dot solar cells using organic small molecule as hole-selective layer2017
Author(s)
Zhang Yaohong, Wu Guohua, Mora-Sero Ivan, Ding Chao, Liu Feng, Huang Qingxun, Ogomi Yuhei, Hayase Shuzi, Toyoda Taro, Wang Ruixiang, Otsuki Joe, and Shen Qing*
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Journal Title
The Journal of Physical Chemistry Letter
Volume: 8
Pages: 2163-2169
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Alloying Strategy in CuInGaSe Quantum Dots for High Efficiency Quantum Dot Sensitized Solar Cells2017
Author(s)
Wenxiang Peng, Jun Du, Zhenxiao Pan, Naoki Nakazawa, Jiankun Sun, Zhonglin Du, Gencai Shen, Juan Yu, Jin-Song Hu*, Qing Shen*, and Xinhua Zhong*
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Journal Title
ACS Appl. Mater. Interfaces
Volume: 9
Pages: 5328-5336
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Air Stable PbSe Colloidal Quantum Dot Heterojunction Solar Cells: Ligand-Dependent Exciton Dissociation, Recombination, Photovoltaic Property, and Stability2016
Author(s)
Yaohong Zhang, Chao Ding, Guohua Wu, Naoki Nakazawa, Jin Chang, Yuhei Ogomi, Taro Toyoda, Shuzi Hayase, Kenji Katayama, and Qing Shen*
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Journal Title
J. Phys. Chem. C
Volume: 120
Pages: 28509-28518
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Neutral and anionic tetrazole-based ligands in designing novel ruthenium dyes for dye-sensitized solar cells2016
Author(s)
Guohua Wu, Ryuji Kanekoa, Yaohong Zhangb, Yoshinao Shinozakia, Kosuke Sugawaa,Ashraful Islamc,**, Liyuan Han, Idriss Bedjad, Ravindra Kumar Guptad, Qing Shen,Joe Otsukia
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Journal Title
J. Power Sources
Volume: 37
Pages: 416-425
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Zn-Cu-In-Se Quantum Dot Solar Cells with a Certified Power Conversion Efficiency of 11.6%2016
Author(s)
Jun Du, Zhonglin Du, Jin-Song Hu, Zhenxiao Pan, Qing Shen, Jiankun Sun, Donghui Long, Hui Dong, Litao Sun, Xinhua Zhong, and Li-Jun Wan
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc
Volume: 138
Pages: 4201-4209
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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