2016 Fiscal Year Annual Research Report
Optical study of two-dimensional organic-inorganic perovskite materials for solar cell applications
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26600119
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
江馬 一弘 上智大学, 理工学部, 教授 (40194021)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 無機有機ハイブリッド物質 / 励起子 / 量子井戸 / 太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年注目を集めている無機有機ハイブリッドペロブスカイト物質（HP物質と略す）の2次元構造（量子井戸）を太陽電池応用に適用するための研究を行っている．2014年度までは，2次元構造の励起子物性の確認のための実験，および，3次元構造における励起子物性の研究を行った．3次元物質では励起子が存在しないと言われているが，精密な光学測定により，少なくとも臭素系においては励起子が安定に存在することを示唆する実験結果が得られていた．
2015年度はそれを確認するために，低温における励起子散乱の測定に取り組み，散乱現象の確認に成功した．励起子散乱による発光（P発光と呼ばれている）が確認され，これにより，励起子束縛エネルギーが２０～４０meVであることが判明した．研究期間を延長した2016年度は，ヨウ素系に関しても同様の測定を行い，ヨウ素系での励起子束縛エネルギーが，10～20meVであることが判明した．これにより，臭素系では室温においても励起子が安定であり，ヨウ素系では励起子が解離しているものと予想される．
2次元物質については，試料作製方法の改良を行った．この材料系は太陽電池材料として注目を集めるようになったため，これまで自ら合成していた原料の一部が，市販品として購入できるようになった．さらに，市販の原料は品質も高く，作製過程も大幅に簡略化
することができたため，試料作製法は大幅に改善された．新たに得られた試料は，以前のものよりも，光学スペクトルに励起子構造が明瞭に現れるようになった．この試料を用いて，以前行った励起子の基礎光学特性の追試を行った．励起子分子の確認，励起子微細構
造の確認などが完了して．さらに2次元構造を用いて太陽電池構造を作製し，効率は低いものの，発電することが確認された．
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[Presentation] Estimation of the exciton binding energy in CH3NH3PbBr3 Single Crystal2016
Author(s)
Yosuke Udagawa, Yuki Kiyota, Hideyuki Kunugita, Yuko Takeoka, Yuiga Nakamura, Junro Sano, Tomonori Matsushita, Takashi, Kondo, and Kazuhiro Ema
Organizer
XXV International Materials Research Congress (IMRC)
Place of Presentation
Cancun, Mexico
Year and Date
2016-08-14 – 2016-08-19
Int'l Joint Research
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