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ペロブスカイト太陽電池耐久性要因の解明及び鉛フリー材料開発と応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K05597
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 エネルギー関連化学
研究機関九州工業大学

研究代表者

馬 廷麗  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (20380545)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードプロブスカイト / 耐久性 / 鉛フリー / 高効率 / カーボン電極 / 太陽電池 / ペロブスカイト / 無機ダブルペロブスカイト / 鉛フリーダブルペロブスカイト / バンドギャップ制御 / 第一原理計算 / 有機無機複合ペロブスカイト / 薄膜太陽電池 / 要因解明 / ホール輸送層不要 / カーボン電極ベースしたデバイス
研究成果の概要

近年急速に発展してきたペロブスカイト太陽電池は次世代太陽電池技術として期待されている。しかし、現段階では、デバイスの耐久性が悪く、また規制された鉛を使用するため、実用化には問題がある。本研究では高性能かつ耐久性に優れた太陽電池の開発を目的とし、カーボン電極ベースとした有機無機ペロブスカイト太陽電池を構築し、耐久性について検討した。更に3種類のビスマス鉛フリーペロブスカイトを設計し、合成を行い、デバイスへ応用した。
研究成果として、20編の論文(国際共著18編)を発表し、国際会議で招待講演など12件を行った。得られた知見はペロブスカイト太陽電池の実用化に非常に有意義な成果であると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 9件、 査読あり 16件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 10件、 招待講演 5件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] 大連理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 大連理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 大連理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] First-principles study of electronic and optical properties of lead-free double perovskites Cs 2 Na BX 6 ( B = Sb, Bi; X = Cl, Br, I)2018

    • 著者名/発表者名
      Zhao Shuai、Yamamoto Kumiko、Iikubo Satoshi、Hayase Shuzi、Ma Tingli
    • 雑誌名

      Journal of Physics and Chemistry of Solids

      巻: 117 ページ: 117-121

    • DOI

      10.1016/j.jpcs.2018.02.032

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Incredible PCE Enhancement Induced by Damaged Perovskite Layers: Deeply Understanding the Working Principle of Additives in Bulk Heterojunction Perovskite Solar Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Liguo Gao、Likun Wang、Xiaogang Ding、Erling Zha、Shuzhang Yang、Yingyuan Zhao、Yanqiang Li、Shufeng Wangb、Tingli Ma
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 6 号: 10 ページ: 4365-4373

    • DOI

      10.1039/c7ta09740a

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Low-Temperature Processed Non-TiO2 Electron Selective Layers for Perovskite Solar Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Zhanglin Guo、Liguo Gao、Chu Zhang、Zhenhua Xua、Tingli Ma
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 6 号: 11 ページ: 4572-4589

    • DOI

      10.1039/c7ta10742k

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Low-temperature processed compact layer for perovskite solar cells with negligible hysteresis2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Liang、Liu Fengjing、Liu Tianjun、Cai Xiaoyong、Wang Gongtang、Ma Tingli、Jiang Chao
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 235 ページ: 640-645

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2017.03.145

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of lead-free (CH 3 NH 3 ) 3 Bi 2 I 9 perovskite addition on spectrum absorption and enhanced photovoltaic performance of bismuth triiodide solar cells2017

    • 著者名/発表者名
      Lan Chunfeng、Luo Jingting、Zhao Shuai、Zhang Chu、Liu Weiguo、Hayase Shuzi、Ma Tingli
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 701 ページ: 834-840

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2017.01.169

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transparent Conductive Oxide Layer and Hole Selective Layer Free Back-Contacted Hybrid Perovskite Solar Cell2017

    • 著者名/発表者名
      Hu Zhaosheng、Kapil Gaurav、Shimazaki Hiromitsu、Pandey Shyam Sudhir、Ma Tingli、Hayase Shuzi
    • 雑誌名

      American Chemical Society

      巻: 121 号: 8 ページ: 4214-4219

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b00760

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current Advancements in Material Research and Techniques Focusing on Lead-free Perovskite Solar Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Zhang Chu、Gao Liguo、Hayase Shuzi、Ma Tingli
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 号: 9 ページ: 1276-1284

    • DOI

      10.1246/cl.170345

    • NAID

      130006067841

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Advances and Obstacles on Perovskite Solar Cell Research from Material Properties to Photovoltaic Function2017

    • 著者名/発表者名
      Bisquert Juan、Qi Yabing、Ma Tingli、Yan Yanfa
    • 雑誌名

      ACS Energy Letters

      巻: 2 号: 2 ページ: 520-523

    • DOI

      10.1021/acsenergylett.7b00085

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Strategic improvement of the long-term stability of perovskite materials and perovskite solar cells2016

    • 著者名/発表者名
      Tingting Xu, Lixin Chen, Zhanhu Guo, Tingli Ma
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 18 号: 39 ページ: 27026-27050

    • DOI

      10.1039/c6cp04553g

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Oxygen vacancy formation and migration in double perovskite Sr2CrMoO6: a first-principles study.2016

    • 著者名/発表者名
      Shuai Zhao, Liguo Gao, Chunfeng Lan, Shyam S. Pandey, Shuzi Hayase, Tingli Ma
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 6 号: 49 ページ: 43034-43040

    • DOI

      10.1039/c6ra05581h

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] First principles analysis of oxygen vacancy formation and migration in Sr2BMoO6 (B = Mg, Co, Ni)2016

    • 著者名/発表者名
      Shuai Zhao, Liguo Gao, Chunfeng Lan, Shyam S. Pandey, Shuzi Hayase, Tingli Ma
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 6 号: 38 ページ: 31968-31975

    • DOI

      10.1039/c6ra02297a

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Concentration gradient controlled growth of large-grain CH3NH3PbI3 films and enhanced photovoltaic performance of solar cells in ambient conditions,2016

    • 著者名/発表者名
      Chunfeng Lan; Shuai Zhao; Chu Zhang; Weiguo Liu; Shuzi Hayase; Tingli Ma
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 18 号: 48 ページ: 9243-9251

    • DOI

      10.1039/c6ce02151d

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Recent progress of silicon composites as anode materials for secondary batteries2016

    • 著者名/発表者名
      Jingjing Wang, Tingting Xu, Xiao Huang, Huan Li, Tingli Ma
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 6 号: 90 ページ: 87778-87790

    • DOI

      10.1039/c6ra08971b

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Insight into Perovskite Solar Cells Based on SnO2 Compact Electron-Selective Layer.2015

    • 著者名/発表者名
      Qingshun Dong, Yantao Shi*, Kai Wang, Yu Li, Shufeng Wang, Hong Zhang, Yujin Xing, Yi Du, Xiaogong Bai, Tingli Ma*
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 119 号: 19 ページ: 10212-10217

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b00541

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First principles study on the electronic and optical properties of B-site ordered double perovskite Sr2MMoO6 (M=Mg, Ca, and Zn).2015

    • 著者名/発表者名
      Shuai Zhao, Chunfeng Lan, Jie Ma, Shyam S. Pandey, Shuzi Hayase, Tingli Ma*
    • 雑誌名

      Solid State Communications

      巻: 213-214 ページ: 19-23

    • DOI

      10.1016/j.ssc.2015.04.012

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Low-Temperature and Solution-Processed Amorphous WOX as Electron-Selective Layer for Perovskite Solar Cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Kai Wang, Yantao Shi*, Qingshun Dong, Yu Li, Shufeng Wang, Xufeng Yu, Mengyao Wu, Tingli Ma*
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 6(5) 号: 5 ページ: 755-759

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.5b00010

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Amorphous Inorganic Electron-Selective Layers for Efficient Perovskite Solar Cells: Feasible Strategy Towards Room-Temperature Fabrication.2015

    • 著者名/発表者名
      Kai Wang,Yantao Shi,Bo Li,Liang Zhao,Wei Wang,Xiangyuan Wang,Xiaogong Bai,Shufeng Wang,Ce Hao, Tingli Ma*
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 28(9) 号: 9 ページ: 1891-1897

    • DOI

      10.1002/adma.201505241

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 鉛フリーペロブスカイト太陽電池の性能に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      Tingli Ma
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of New Materials for Highly Efficient Perovskte Solar Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Tingli Ma
    • 学会等名
      AP-HOPV2017
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-02-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Progress of Flexible perovskite solar cell2017

    • 著者名/発表者名
      Tingli Ma
    • 学会等名
      2017 MRS SPRING MEETING & EXHIBIT
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Progress of Pb-free perovskites and their application for solar cells2017

    • 著者名/発表者名
      Tingli Ma
    • 学会等名
      China Photovoltaic Technology International Conference (CPTIC) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In-situ Fabrication Integrated electrode of Perovskite Solar Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Tingli Ma
    • 学会等名
      11th Aseanian Conference on Nano-Hybrid Solar Cells (NHSC11)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Pb-free perovskites and their application for solar cells2017

    • 著者名/発表者名
      Tingli Ma
    • 学会等名
      33rd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition (EU PVSEC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feasible Strategy Towards Low Temperature Fabrication of Perovskite Solar Cells,2016

    • 著者名/発表者名
      Kai Wang, Tingli Ma
    • 学会等名
      PRiMe2016
    • 発表場所
      アメリカ ハワイ
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Progress of Pb-free perovskite solar cells2016

    • 著者名/発表者名
      Tingli Ma
    • 学会等名
      10th Asian-Pacific Conference on Nano Hybrid Solar Cell
    • 発表場所
      中国 北京
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Pb-free Perovskite solar cell2016

    • 著者名/発表者名
      S.Zhao, C.Lan, Tingli Ma
    • 学会等名
      2016年光化学会討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Strategy Toward Room;Temperature Fabriciction of Flexible Perovskite Solar Cell2016

    • 著者名/発表者名
      Tingli Ma
    • 学会等名
      HOPV16
    • 発表場所
      イギリス スワンシー
    • 年月日
      2016-06-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feasible Strategy towerds Low temperature Fabrication of Flexible Perovskite Solar Cell.2016

    • 著者名/発表者名
      Tingli Ma
    • 学会等名
      EU-PVSEC2016
    • 発表場所
      ドイツ ミュンヘン
    • 年月日
      2016-06-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LOW TEMPERATURE AND SOLUTION PROCESSED ELECTRON SELECTIVE LAYER FOR FLEXIBLE PEROVSKITE SOLAR CELLS2015

    • 著者名/発表者名
      Tingli Ma, Wangkai,
    • 学会等名
      International materials research congress
    • 発表場所
      Cancun Mexico
    • 年月日
      2015-08-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ペロブスカイト太陽電池の研究2015

    • 著者名/発表者名
      馬廷麗、王開、蘭春鋒
    • 学会等名
      第2回薄膜太陽電池シンポジウム
    • 発表場所
      北京中国科学院物理研究所(中国)
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Low Temperature and Solution Processed WOx and SnO2 as Electron Selective Layer for Perovskite2015

    • 著者名/発表者名
      Tingli Ma, Wangkai, Shiyantao
    • 学会等名
      Hybrid Organic Photovotics (HOPV)
    • 発表場所
      Roma,Italy
    • 年月日
      2015-05-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 国立大学法人 九州工業大学 大学院生命体工学研究科 馬研究室

    • URL

      http://www.life.kyutech.ac.jp/~tinglima/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 九州工業大学生命体工学研究科馬研究室

    • URL

      http://www.life.kyutech.ac.jp/~tinglima/index-e.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] Ma Lab

    • URL

      http://www.life.kyutech.ac.jp/~tinglima/index-e.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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