| Project/Area Number |
23K13826
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 36020:Energy-related chemistry
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
|
|---|
| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
|
|---|
| Keywords | 太陽電池 / 光センサー / 波長識別 / 非鉛材料 / in-situ計測 / 波長応答 / ペロブスカイト / 光電変換 / デバイス |
|---|
| Outline of Research at the Start |
SbSI等のSb, Bi系複合アニオン材料に注目し、独自の知見に基づく新規成膜手法・計測装置を開発する。これまで応募者は、毒性の高い鉛ペロブスカイト太陽電池や耐久性が低いスズペロブスカイトに代わるSb,Bi系太陽電池の研究をしてきた。しかし、デバイス応用のためには薄膜化が必要であるが、既存手法では結晶性や欠陥、膜平坦性といった膜特性に重大な問題があり、大きく素子性能を損なっていた。さらに、その結晶成長や膜形成のダイナミクスが不明なため、メカニズムに基づく制御が困難であった。そこで、新規成膜手法とin-situ 測定装置を開発し、膜特性制御の指針を確立する。
|
| Outline of Final Research Achievements |
Focusing on Bi- and Sb-based chalcohalide materials as stable and low-toxicity alternatives to lead-based photovoltaic materials, we have pursued material discovery, process development, and the exploration of novel functionalities. These efforts have resulted in the publication of 15 research papers, numerous presentations at domestic and international conferences, and the receipt of two prestigious awards. In particular, significant progress has been made in the study of SbSI materials, with a focus on the wavelength-dependent photoresponse effect (WDPE), a phenomenon first discovered by the principal investigator. Advances have also been achieved in the development of high-quality SbSI thin-film fabrication techniques utilizing gas-solid reaction processes. In addition to the results already published, two manuscripts have been completed and are currently in preparation for submission, with further research outcomes anticipated.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
Bi,Sb系材料は鉛ペロブスカイトに比べ低毒かつ耐水性が高いという強力な利点がある。しかし太陽電池性能は低く、その大きな要因として鉛ペロブスカイトのような大粒径・高純度・高被覆性の薄膜作製が難しかったことが挙げられる。本研究では気固相反応を用いることで高結晶性かつ高い被覆性を実現する成膜プロセスを開発し、カルコハライドや硫化物材料の今後の発展の足場となる知見が得られた。これは学術的にも社会的にも意義がある。また、独自発見の波長識別機能の機構解明、波長センシング性能の向上、メモリ機能発現に成功した。これを応用すればイメージセンサの超小型化や光電融合への適用などが期待され、社会的意義は大きい。
|
