| 研究課題/領域番号 |
19K04500
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
柳田 真利 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, 主幹研究員 (60358215)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 太陽光発電 / 太陽電池 / ペロブスカイト / イオン / 分光法 / イオン分布 / 光変調 / 拡散 / ドリフト / 熱拡散 / 変調分光法 / イオン輸送 / 電子輸送 / 半導体 / 電荷輸送 / 光電変換 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
太陽電池として高い光電変換特性を示すCH3NH3PbI3などのハロゲン化鉛ペロブスカイト半導体について、分光学的手法を用いて半導体内部のイオンの挙動と電荷（電子や正孔）の挙動を分離して計測することにより、イオンと電荷のそれぞれの挙動が電流―電圧（ダイオード）特性、太陽光照射下の短絡電流や開放電圧などの電気特性に与える影響、さらには効率や長期安定性などの太陽電池性能に与える影響を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
変調吸収分光法でペロブスカイト太陽電池実デバイスにおけるペロブスカイト中のイオンの動きを捉える試みを行いつつ、正孔輸送層/ペロブスカイト界面に数nm以下のハロゲン化塩層を導入することにより、イオンの動きを制御する試みを行い、高い性能を有するペロブスカイト太陽電池を構築できた。今後、ペロブスカイト/電荷輸送層界面におけるパッシベーション技術に本ハロゲン化塩層の戦略が有効に活用できると考えている。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ハロゲン化金属ペロブスカイト太陽電池は低温プロセスで高い光電変換効率が得られることから低コストで高効率な次世代太陽電池として世界で注目されて研究が行われている。一方、本ペロブスカイトは通常の半導体と異なり、可動なイオンが存在し、発電メカニズムが明確ではなかった。今回、ペロブスカイト中の可動なイオンを捉える試みを行いつつ、ペロブスカイト/電荷輸送層界面をハロゲン化塩層で制御することによって光電変換効率を向上することができた。
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