| 研究課題/領域番号 |
16F16714
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 外国 |
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| 研究分野 |
デバイス関連化学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
瀬川 浩司 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (50216511)
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| 研究分担者 |
ALMOSNI SAMY 東京大学, 総合文化研究科, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2016-07-27 – 2018-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2017年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 有機・無機ハイブリッド / ペロブスカイト太陽電池 / シミュレーション |
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| 研究実績の概要 |
前年度のシミュレーションによって得られた、ヒステリシスを減少させデバイス性能を向上させるための知見から、ペロブスカイト/ TiO2界面における伝導帯オフセットを減少させることおよび、TiO2内のトラップ密度を減少させることの２点に注目して研究を進めた。伝導帯オフセットの影響を調べるにあたっては、組成の異なる６種類のペロブスカイトを用いた。TiO2内のトラップの影響を調べるにあたっては、TiO2の欠陥を不動態化することが知られている塩素原子をTiO2内に組み込む新しい手法を開発した。塩素を取り込んだアモルファスTiO2を用いることで、従来のアナターゼTiO2よりも高い、16%に近い効率が得られた。この結果は、XPS測定によって確認されたTiO2層中の塩素の存在に起因すると考えられるが、さらなる解析が必要である。ヒステリシスに関しては、異なる傾向が観測された。まず、カリウム含有ペロブスカイトが非常に低いヒステリシスを示したが、これはペロブスカイト層の欠陥密度の低下に起因していることが近年示された。また、他のペロブスカイトについては、伝導帯エネルギーが浅くなるに従ってヒステリシスが減少する傾向がみられた。セシウム含有ペロブスカイトに関してはこの傾向は見られなかった。欠陥密度の増加に起因していると考えられるが、詳しい解析の余地が残されている。これらの実験結果は、SILVACOソフトウェアを用いたシミュレーションの結果と一致し、ペロブスカイトの伝導帯位置およびTiO2のトラップ密度がヒステリシスおよびデバイス性能に重要な役割を果たすことが実験的に示された。TiO2の作成レシピを最適化することにより、平面構造のPSCにおいてヒステリシスなしで19%以上の変換効率を得ることができ、多孔質構造を用いずに低温プロセス(200℃)でヒステリシスを抑制するという目的を達成した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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