2014 Fiscal Year Research-status Report
有機‐無機ハイブリッド界面による高感度光センシング技術の創出と光発電素子への応用
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26810103
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
石井 あゆみ 青山学院大学, 理工学部, 助教 (70406833)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 有機太陽電池 / 高電圧出力 / 結晶性有機半導体 / 錯体 / 光電変換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、有機-無機配位結合型界面を有するハイブリッド型光電変換システムの構築により、一光子レベルで光をセンシングし電気エネルギーに変換する高感度光センシング技術の確立を目指したものである。本素子では、無機半導体の多孔膜表面に有機分子を配位結合させ、電荷移動型錯体を形成させることで、高感度･高密度な光捕集機能と光電変換機能を促すことができる。26年度は、光吸収特性および熱安定性に優れた錯体であるジチオレン錯体を本系に組み込んだ素子の構築と光電変換特性の評価を主におこなった。本系では、1.2V以上の高い出力電圧を保ったまま、光電流値を向上させることができた（A. Ishii, T. Miyasaka, ChemPhysChem, 15, 1028-1032 (2014).）。また、上記手法を適用し、近年高い太陽電池特性から注目を集めているハロゲン化鉛系ペロブスカイトの高電圧出力化のアプローチを試みた。具体的には、高配向型ペロブスカイト膜と結晶性有機正孔輸送層の接合で作製した素子構造において、1.1V以上の開放電圧を得ることに成功した（A. Ishii, A. K. Jena, T. Miyasaka, Appl. Phys. Lett. Mater., 2, 091102 (2014).）。これはヨウ化鉛系ペロブスカイト結晶を光吸収層とする固体薄膜太陽電池で最高値であり、全結晶型ハイブリッド構造の構築により光発電の電圧ロスを最小化することができた。ペロブスカイトを用いた太陽電池において1.2Vを超えるVocに届くことを示した本成果は、有機無機ペロブスカイトで20％を超える高効率が得られる可能性を示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究において得られた成果は、これまでに、学術論文二報、解説一報、著書一報、特許出願一報にまとめることができた。現在もあらたな論文執筆をはじめており、おおむね順調に研究は進んでいるといえる。本研究をさらに進めるにあたり、共同研究を含めた研究環境をさらに整えていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、有機-無機配位結合型界面に高い発光特性を有するランタニド錯体を組み込んだハイブリッド型光電変換システムを構築する予定である。
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| Causes of Carryover |
旅費として申請していたが、学内業務により予定していた出張ができなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前年度予定していた出張（学会および学外実験）の費用および実験消耗品（金属酸化物材料）として使用する。
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[Journal Article] 有機無機ペロブスカイト太陽電池の構造設計と高効率化2014
Author(s)
宮坂力, A. K. Jena, H.-W. Chen, K.-L. Wu, X.-F. Wang, 酒井誠弥, 古郷敦史, 實平義隆, 沼田陽平, 石井あゆみ, 池上和志
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Journal Title
太陽エネルギー
Volume: 40
Pages: 25-32
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