| 研究課題/領域番号 |
19H02813
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分36020:エネルギー関連化学
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
橘 泰宏 大阪大学, 大学院理学研究科, 招へい教授 (30359856)
|
|---|
| 研究分担者 |
関 修平 京都大学, 工学研究科, 教授 (30273709)
豊田 岐聡 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (80283828)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
|
|---|
| キーワード | 太陽電池 / 光触媒 / 超高速分光 / ハロゲン化金属ペロブスカイト / 非鉛ペロブスカイト / 電荷移動反応 / ペロブスカイト太陽電池 / 高速分光 / レーザー分光 / 金属ハライドペロブスカイト |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
ハロゲン化金属ペロブスカイト半導体は、簡便な化学製膜プロセス法によって膜を作製可能であり、高光吸収効率、高速キャリア輸送特性並びに長寿命キャリア特性を持つことから、次世代の太陽電池などの光電子デバイスに有力な材料として注目を浴びている。これらのペロブスカイト層の特性を評価するために、時間分解分光法が有効である。そこで、本研究では、ハロゲン化金属ペロブスカイト層における光生成キャリアダイナミクスを様々な時間分解スペクトル測定法によって完全定量的に解明し、ペロブスカイト層のタイプ・形状・構造・界面制御の因子との相関を得て、高効率ペロブスカイト太陽電池を設計する指針を確立することを目的とする。
|
| 研究成果の概要 |
次の3項目の成果が得られた。
(1)ペロブスカイト膜のキャリアダイナミクスの評価を行った結果、キャリアのトラップが、200 psから1 nsにかけて進行することが分かった。トラップ密度も見積ることが可能であった。(2)ホール輸送層にドーピングを行うと、電荷分離反応速度と効率には影響を与えず、電荷再結合反応速度が低下することが分かった。(3)CsSn2Br5ナノキューブの作製に成功した。空気中の水分と酸素により、2価のスズイオンが酸化され、構造がCs2SnBr6に変化することが分かった。更に、少量の水分と酸素がCs2SnBr6ナノ結晶の安定性に影響を与えることが分かった。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題の成果から、高効率ペロブスカイト太陽電池を設計するための有益な指針が得られた。
(1)キャリアのトラップ密度を見積もる方法が確立されたことから、トラップ密度の太陽電性能に与える影響を評価することが可能になった。(2)ホール・電子移動度が高い輸送層を選択することにより、太陽電池の開放端電圧とフィルファクタの向上が期待できる。(3)スズペロブスカイト太陽電池の高効率化のためには、水分と酸素と反応しないようにバッファ層を設ける必要がある。一方、水分と酸素存在下でも分解を抑制可能な組成を見つけることが必要である。
|
