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非鉛ペロブスカイト太陽電池の電子輸送特性におけるハロゲン化合物の添加効果解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K14316
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分36020:エネルギー関連化学
研究機関香川高等専門学校 (2019-2020)
信州大学 (2018)

研究代表者

白幡 泰浩  香川高等専門学校, 一般教育科(詫間キャンパス), 助教 (10791543)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード非鉛ペロブスカイト太陽電池 / 熱処理温度 / I/Bi比 / ハロゲン化合物 / 添加効果 / (CH3NH3)3Bi2I9 / 表面形態改良 / 変換効率 / NH4I添加 / 封止型ペロブスカイト太陽電池 / ペロブスカイト太陽電池 / 非鉛材料 / 電子輸送特性
研究成果の概要

本研究では,非鉛ペロブスカイト太陽電池の1つである(CH3NH3)3Bi2I9太陽電池に着目し,(CH3NH3)3Bi2I9太陽電池の光電変換特性における熱処理温度の影響について調査した。その結果,130 ℃で熱処理した(CH3NH3)3Bi2I9太陽電池セルにおいて,本研究における最大変換効率を得た。また,(CH3NH3)3Bi2I9太陽電池セルのヨウ素(I)/ビスマス(Bi)比について調査した結果,熱処理温度130 ℃において最も高いI/Bi比が得られた。このことから,変換効率向上には,高いI/Bi比を持つ(CH3NH3)3Bi2I9を得る必要があることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

CH3NH3PbI3をはじめとする鉛(Pb)ペロブスカイト太陽電池にはPbが使用されていることから,Pbを含まない,非鉛ペロブスカイト太陽電池に期待が集まっている。しかし,非鉛ペロブスカイト太陽電池の変換効率は低いことが知られていることから,非鉛ペロブスカイト太陽電池の変換効率向上が喫緊の課題となっている。そこで,本研究にて非鉛ペロブスカイト太陽電池の1つである(CH3NH3)3Bi2I9太陽電池の光電変換特性における熱処理温度の影響について調査し,高効率化に必要な知見を獲得することができれば,(CH3NH3)3Bi2I9太陽電池の高効率化が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Effects of annealing temperature on photovoltaic properties of lead-free (CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub>)<sub>3</sub>Bi<sub>2</sub>I<sub>9</sub> solar cells2020

    • 著者名/発表者名
      SHIRAHATA Yasuhiro
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 128 号: 5 ページ: 298-303

    • DOI

      10.2109/jcersj2.19156

    • NAID

      130007839537

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2020-05-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and photovoltaic properties of perovskite solar cells with addition of ammonium iodide2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Shirahata
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 2067 ページ: 020017-020017

    • DOI

      10.1063/1.5089450

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Fabrication and Characterization of Non-Lead Perovskite Solar Cells2019

    • 著者名/発表者名
      SHIRAHATA Yasuhiro
    • 学会等名
      The 3rd NIT-NUU Bilateral Academic Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural and Photovoltaic Properties of (CH3NH3)3Bi2I9 Solar Cells2019

    • 著者名/発表者名
      SHIRAHATA Yasuhiro
    • 学会等名
      Irago Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of Electron Transport Layer Thickness on Photovoltaic Performance of Encapsulated Perovskite Solar Cells2019

    • 著者名/発表者名
      SHIRAHATA Yasuhiro
    • 学会等名
      Irago Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] (CH3NH3)3Bi2I9太陽電池におけるアニール温度の影響2019

    • 著者名/発表者名
      白幡泰浩
    • 学会等名
      第29回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization of CH3NH3PbI3-xClx Films Added with Ammonium Halides for Photoelectric Device Application2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Shirahata
    • 学会等名
      The 22nd SANKEN International Symposium and The 17th SANKEN Nanotechnology International Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural and Photovoltaic Properties of Perovskite Solar Cells with Addition of Ammonium Iodide2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Shirahata
    • 学会等名
      Irago Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 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におけるヨウ化アンモニウムの添加効果2018

    • 著者名/発表者名
      白幡泰浩
    • 学会等名
      平成30年度(2018年) 応用物理学会 北陸・信越支部 学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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