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欠陥フリー低鉛ペロブスカイトナノ結晶の基礎研究と光電デバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 18F18370
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分28030:ナノ材料科学関連
研究機関電気通信大学

研究代表者

沈 青  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (50282926)

研究分担者 LIU FENG  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2018-11-09 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2020年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワード量子ドット / ペロブスカイト / 低欠陥 / 太陽電池 / quantum dots / perovskite / less defect / solar cell / perovskite nanocrystals / perovskite solar cell / near-unity PL QY
研究実績の概要

In the research, we have proposed improved synthetic methods which can lead to significantly improved crystal quality and stability for the resulting perovskite Pb-based QD and Sn-Pb alloyed QD solutions. We have demonstrated that a high photoluminescence quantum yield of up to 100% can be obtained in the Pb-based perovskite QDs, signifying the achievement of almost complete elimination of the trapping defects. Ultrafast kinetic analysis evidences the negligible electron or hole trapping pathways in our QDs. Solar cells based on the high-quality QDs exhibit power conversion efficiency of over 12%. We expect the successful synthesis of the “ideal” perovskite QDs will exert profound influence on their applications to both QD-based light-harvesting and -emitting devices in the near future.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件、 招待講演 6件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] National Renewable Energy Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] North China Electric Power University(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Center for Computational Energy Research/Department of Applied Physics/Eindhoven University of Technology(オランダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] The role of sodium in stabilizing tin-lead (Sn-Pb) alloyed perovskite quantum dots2021

    • 著者名/発表者名
      Jiang Junke、Liu Feng、Shen Qing、Tao Shuxia
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 2 号: 20 ページ: 1000-1006

    • DOI

      10.1039/d1ta00955a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultra-Halide-Rich Synthesis of Stable Pure Tin-Based Halide Perovskite Quantum Dots: Implications for Photovoltaics2021

    • 著者名/発表者名
      Liu Feng、Jiang Junke、Toyoda Taro、Kamarudin Muhammad Akmal、Hayase Shuzi、Wang Ruixiang、Tao Shuxia、Shen Qing
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 4 号: 4 ページ: 3958-3968

    • DOI

      10.1021/acsanm.1c00324

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Trioctylphosphine Oxide Acts as Alkahest for SnX2/PbX2: A General Synthetic Route to Perovskite ASnxPb1-xX3 (A = Cs, FA, MA; X = Cl, Br, I) Quantum Dots2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Feng、Zhang Yaohong、Ding Chao、Kawabata Kentaro、Yoshihara Yasuha、Toyoda Taro、Hayase Shuzi、Minemoto Takashi、Wang Ruixiang、Shen Qing
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 32 号: 3 ページ: 1089-1100

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.9b03918

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Near‐Infrared Emission from Tin-Lead (Sn-Pb) Alloyed Perovskite Quantum Dots by Sodium Doping2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Feng、Jiang Junke、Zhang Yaohong、Ding Chao、Toyoda Taro、Hayase Shuzi、Wang Ruixiang、Tao Shuxia、Shen Qing
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 号: 22 ページ: 8421-8424

    • DOI

      10.1002/anie.201916020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Atomistic and Electronic Origin of Phase Instability of Metal Halide Perovskites2020

    • 著者名/発表者名
      Jiang Junke、Liu Feng、Tranca Ionut、Shen Qing、Tao Shuxia
    • 雑誌名

      ACS Applied Energy Materials

      巻: 3 号: 12 ページ: 11548-11558

    • DOI

      10.1021/acsaem.0c00791

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] GeI2 Additive for High Optoelectronic Quality CsPbI3 Quantum Dots and Their Application in Photovoltaic Devices2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Feng、Ding Chao、Zhang Yaohong、Kamisaka Taichi、Zhao Qian、Luther Joseph M.、Toyoda Taro、Hayase Shuzi、Minemoto Takashi、Yoshino Kenji、Zhang Bing、Dai Songyuan、Jiang Junke、Tao Shuxia、Shen Qing
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 31 号: 3 ページ: 798-807

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.8b03871

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Phase stable and less-defect perovskite quantum dots: optical property, photoexcited carrier dynamics and application to solar cells2020

    • 著者名/発表者名
      Qing Shen
    • 学会等名
      Webinar on Materials Science, Engineering and Technology (www.vebleo.com/mset)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical Property, Photoexcited Carrier Dynamics, and Photovoltaic Application2020

    • 著者名/発表者名
      Feng Liu, Chao Ding, Yaohong Zhang, Qing Shen: Phase Stable and Less-Defect Perovskite Quantum Dots
    • 学会等名
      the 7th Conference on Science and Technology of Emerging Solar Energy Materials
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Phase Stable and Less-Defect Perovskite Quantum Dots, Optical Property, Photoexcited Carrier Dynamics and Application to Solar Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Qing Shen
    • 学会等名
      2020 MRS Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Phase Stable and Less-Defect Perovskite Quantum Dots: Optical Property, Photoexcited Carrier Dynamics, and Application to Solar Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Qing Shen
    • 学会等名
      the 30th International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-30) & Global Photovoltaic Conference (GPVC 2020) (PVSEC-30 & GPVC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Phase Stable and Less-Defect Perovskite Quantum Dots: Optical Property, Photoexcited Carrier Dynamics, and Application to Solar Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Qing Shen, Feng Liu, Chao, Ding and Yaohong Zhang
    • 学会等名
      PRiME 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Enhanced Near-Infrared Emission from Cs(Pb/Sn)I3 Quantum Dots by Sodium Doping2019

    • 著者名/発表者名
      Feng Liu and Qing Shen
    • 学会等名
      Materials Research Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phase-Stable and High Optoelectronic Quality All-Inorganic Perovskite Quantum Dots and Their Application in Optoelectronic Devices2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Feng、Ding Chao、Zhang Yaohong、Toyoda Taro、Hayase Shuzi、Shen Qing
    • 学会等名
      2019 MRS Spring Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] 量子ドット、これを用いた光デバイス、及び量子ドットの作製方法2019

    • 発明者名
      劉鋒、沈青、張耀紅、丁超、早瀬修二
    • 権利者名
      劉鋒、沈青、張耀紅、丁超、早瀬修二
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-209567
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-11-12   更新日: 2024-03-26  

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