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ペロブスカイト多結晶薄膜特性の結晶方位依存性に関する基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K14120
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関東北大学

研究代表者

馬 騰  東北大学, 材料科学高等研究所, 助教 (10734543)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードペロブスカイト / 光電変換デバイス / 太陽電池 / フォトルミネッセンス / 結晶方位 / 表面電位 / 表面修飾 / 光電デバイス / 結晶異方性
研究成果の概要

本研究では、申請者が独自に開発した成膜法を活用し、均一性が高い、大粒径結晶粒を有するペロブスカイト多結晶膜の形成に成功した。また、結晶ごとにペロブスカイトの発光スペクトル及び伝導率を評価することで、膜中の結晶方位/界面応力と光学的・電気的性質の相関性を明らかにし、ペロブスカイト材料を利用した太陽電池やフォトディテクターなどの光電デバイスの性能向上に不可欠な知見を得た。さらに、大結晶の膜平行方向の高速チャージ輸送特性を活かし、新型構造を有するペロブスカイト太陽電池を提案し、ペロブスカイト太陽電池更なるの高効率化の可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって確立された大結晶を有するペロブスカイト薄膜の成膜法は高性能ペロブスカイト光電変換デバイスの形成に新な手法を提供した。また、結晶構造/界面応力とその光・電特性の関係を明らかにし、ペロブスカイト分野において有用な基礎的な知見を得た。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 10件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Modulation of Photoinduced Transmembrane Currents in a Fullerene-Doped Freestanding Lipid Bilayer by a Lateral Bias2019

    • 著者名/発表者名
      Ma Teng、Feng Xingyao、Ohori Takeshi、Miyata Ryusuke、Tadaki Daisuke、Yamaura Daichi、Deguchi Takafumi、Komiya Maki、Kanomata Kensaku、Hirose Fumihiko、Niwano Michio、Hirano-Iwata Ayumi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 4 号: 19 ページ: 18299-18303

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b02336

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Unveil the Full Potential of Integrated-Back-Contact Perovskite Solar Cells Using Numerical Simulation2018

    • 著者名/発表者名
      Teng Ma, Qingwen Song, Daisuke Tadaki, Michio Niwano, Ayumi Hirano-Iwata
    • 雑誌名

      ACS Applied Energy Materials

      巻: 1 号: 3 ページ: 970-975

    • DOI

      10.1021/acsaem.8b00044

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Self-assembled nanostructure and their applications2019

    • 著者名/発表者名
      Teng Ma
    • 学会等名
      The 8th International Donghu Forum for Outstanding Young Scholars
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In-situ observation of photocatalytic degradation of organic molecules by TiO2 nanotube arrays2019

    • 著者名/発表者名
      Teng Ma, Yasuo Kimura, Michio Niwano, Ayumi Hirano-Iwata
    • 学会等名
      2019年度電子デバイス研究会(有機デバイス、酸化物デバイス、一般)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] New geometry for thin-film perovskite photovoltaics2019

    • 著者名/発表者名
      Teng Ma, Michio Niwano, Ayumi Hirano-Iwata
    • 学会等名
      19th International Conference on Solid Films and Surfaces
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-decomposition of organic contaminants on TiO2 nanotube surface observed by MIR-IRAS measurement2019

    • 著者名/発表者名
      馬騰, 木村康男, 平野愛弓, 庭野道夫
    • 学会等名
      日本表面真空学会2019年学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Lateral structure for stable and highly efficient perovskite photovoltaics2019

    • 著者名/発表者名
      Teng Ma, Daisuke Tadaki, Michio Niwano, Ayumi Hirano-Iwata
    • 学会等名
      2019 E-MRS Spring Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large single-crystal grains for highly efficient integrated back-contact perovskite solar cells2019

    • 著者名/発表者名
      Teng Ma, Ayumi Hirano-Iwata
    • 学会等名
      2019 MRS Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural evolution for highly efficient perovskite solar cells2019

    • 著者名/発表者名
      Teng Ma, Ayumi Hirano-Iwata
    • 学会等名
      Asia-Pacific International Conference on Perovskite, Organic Photovoltaics and Optoelectronics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Back-contact structure for highly efficient perovskite solar cells2019

    • 著者名/発表者名
      Teng Ma
    • 学会等名
      10th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nano-molecular devices2019

    • 著者名/発表者名
      Teng Ma
    • 学会等名
      The 9th Zijin High-level Forum for Foreign Young Scholars
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The full potential of integrated-back-contacted perovskite solar cells unveiled by numerical simulation technique2018

    • 著者名/発表者名
      Teng Ma, Daisuke Tadaki, Michio Niwano and Ayumi Hirano-Iwata
    • 学会等名
      2018 MRS Spring Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lateral charge transport in perovskite solar cells2018

    • 著者名/発表者名
      Teng Ma, Daisuke Tadaki, Michio Niwano, and Ayumi Hirano-Iwata
    • 学会等名
      電子デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Boosting the performance of the perovskite solar cells by structural optimization2018

    • 著者名/発表者名
      Teng Ma, Ayumi Hirano-Iwata
    • 学会等名
      E-MRS Spring Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Advantages of interdigitated structure over traditional sandwich structure for highly efficient perovskite solar cells2018

    • 著者名/発表者名
      Teng Ma, Ayumi Hirano-Iwata
    • 学会等名
      12th Aseanian Conference on Nano-hybrid Solar Cells (NHSC)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 研究室Webページ

    • URL

      http://www.riec.tohoku.ac.jp/~hir-lab/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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