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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Material conversion of organo metal perovskites by hybridization of meso-stuctures

Research Project

Project/Area Number 26289265
Research InstitutionToin University of Yokohama

Principal Investigator

宮坂 力  桐蔭横浜大学, 医用工学部, 特任教授 【東京大学先端科学技術研究センター・フェロー】 (00350687)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2019-03-31
Keywords有機無機ハイブリッド / ペロブスカイト / 光電変換 / 光物性 / ビスマス
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、鉛を含まない金属2種以上からなるビスマス(Bi)系ペロブスカイト材料として、カチオンに銀(Ag)とBiを用いるオール無機組成のAgBi2I7 ならびにAg2BiI5を、溶液法によって製膜し光物性と光電変換特性を評価した。両者とも製膜中に副生物(不純物)としてヨウ化Bi(BiI3)が微量に混入する問題があったが、このBiI3の混在量を意図的に制御してペロブスカイト結晶のpassivationに利用することによって、Ag-Bi系のペロブスカイト材料の光電変換特性を向上させることができることを見出した。一方Ag2BiI5は光電変換物性が低く機能しないと判断し、AgBi2I7結晶中に生成する量を抑制した。発電層にAgBi2I7を用い正孔輸送層にはドーパントフリーの高分子材料(P3HT)を用いて作製した素子で、Ag-Bi系のペロブスカイトの最高値である2%を超える変換効率が得られた。また、AgBi2I7材料は長期保存で安定であり、P3HTもドーパントを含まず安定であることから、作製した素子は耐久性に優れており水と触れても劣化しないことを確認した。本成果をまとめて原著論文として出版した。また、昨年度に続き、オール無機構造のCs2BiAgBr6の組成のダブルペロブスカイト結晶を溶液法によって合成し、この材料の電子構造とバンド構造を解析し光物性の基礎データを補充した。以上の本研究で扱った無塩組成のペロブスカイト材料の全てについて、物性と光電変換特性をほかのペロブスカイト材料と比較して、特徴をまとめた総説を、アメリカ化学会のChemical Reviews誌に出版した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 10 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Performance enhancement of AgBi2I7 solar cells by modulating a solvent-mediated adduct and tuning remnant BiI3 in one-step crystallization2019

    • Author(s)
      Kulkarni Ashish、Jena Ajay K.、Ikegami Masashi、Miyasaka Tsutomu
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 55 Pages: 4031~4034

    • DOI

      10.1039/C9CC00733D

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Halide Perovskite Photovoltaics: Background, Status, and Future Prospects2019

    • Author(s)
      Jena Ajay Kumar、Kulkarni Ashish、Miyasaka Tsutomu
    • Journal Title

      Chemical Reviews

      Volume: 119 Pages: 3036~3103

    • DOI

      10.1021/acs.chemrev.8b00539

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microstructural analysis and optical properties of the halide double perovskite Cs2BiAgBr6 single crystals2018

    • Author(s)
      Lozhkina O.A.、Murashkina A.A.、Elizarov M.S.、Shilovskikh V.V.、Zolotarev A.A.、Kapitonov Yu. V.、Kevorkyants R.、Emeline A.V.、Miyasaka T.
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: 694 Pages: 18~22

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.cplett.2018.01.031

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Stabilization of α-CsPbI3 in Ambient Room Temperature Conditions by Incorporating Eu into CsPbI32018

    • Author(s)
      Jena Ajay Kumar、Kulkarni Ashish、Sanehira Yoshitaka、Ikegami Masashi、Miyasaka Tsutomu
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 30 Pages: 6668~6674

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.8b01808

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lead Halide Perovskites in Thin Film Photovoltaics: Background and Perspectives2018

    • Author(s)
      Miyasaka Tsutomu
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 91 Pages: 1058~1068

    • DOI

      10.1246/bcsj.20180071

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vapor Annealing Controlled Crystal Growth and Photovoltaic Performance of Bismuth Triiodide Embedded in Mesostructured Configurations2018

    • Author(s)
      Kulkarni Ashish、Singh Trilok、Jena Ajay K.、Pinpithak Peerathat、Ikegami Masashi、Miyasaka Tsutomu
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 10 Pages: 9547~9554

    • DOI

      10.1021/acsami.8b00430

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Enhancing photovoltaic performance and stability of all-inorganic and lead-free absorbers2019

    • Author(s)
      宮坂 力
    • Organizer
      International Conference on Perovskite Solar Cells, Photonics, and Optoelectronics (NIPHO19)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Compositional engineering of cost efficient durable perovskite solar cells2019

    • Author(s)
      宮坂 力
    • Organizer
      Asia-Pacific International Conference on Perovskite, Organic Photovoltaics and Optoelectronics (IPEROP)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 次世代太陽電池ペロブスカイト太陽電池の技術動向と未来2019

    • Author(s)
      宮坂 力
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • Invited
  • [Presentation] ペロブスカイト太陽電池の効率と耐久性向上2019

    • Author(s)
      宮坂 力
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
    • Invited
  • [Presentation] Perovskite solar cell, its challenges and progresses2018

    • Author(s)
      宮坂 力
    • Organizer
      2018 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Metal oxide-based high efficiency and durable perovskite solar cells: current progress and perspectives2018

    • Author(s)
      宮坂 力
    • Organizer
      Conference on the Material Challenges in Alternative Renewable Energy (MCARE 2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Stable high efficiency of perovskite solar cells fabricated under ambient air conditions2018

    • Author(s)
      宮坂 力
    • Organizer
      Grand Renewable Energy 2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Progress of Perovskite Photovoltaics Exploring for Ultra-Thin Lightweight Power Source2018

    • Author(s)
      宮坂 力
    • Organizer
      MRS Spring Meeting 2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Metal oxide-based high voltage perovskite solar cells and their superior tolerance in the space environment2018

    • Author(s)
      宮坂 力
    • Organizer
      22nd International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy (IPS22)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 有機無機ペロブスカイト太陽電池の創製と高効率化2018

    • Author(s)
      宮坂 力
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Invited
  • [Presentation] Toward High performance and stable perovskite solar cells by the process from regulation of solvent evaporation to the Ge-doping in B site2018

    • Author(s)
      Gyu Min Kim、宮坂 力
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] ルビジウムドープ高耐熱型ペロブスカイト太陽電池2018

    • Author(s)
      沼田陽平、實平義隆、石川 良、白石 肇、宮坂 力
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [Remarks] 桐蔭横浜大学・宮坂研究室・出版業績リスト

    • URL

      http://www.cc.toin.ac.jp/sc/miyasaka/publication/index.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光電変換素子、光電変換装置、光電変換素子前駆体、可視光の検出方法、および光電変換素子の製造方法2019

    • Inventor(s)
      宮坂力、石井あゆみ
    • Industrial Property Rights Holder
      桐蔭横浜大学ほか
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      1023271

URL: 

Published: 2019-12-27  

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