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Carbon Nanotube-laminated Mesoporous Perovskite Solar Cells

研究課題

研究課題/領域番号 19K15669
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

田 日  名古屋大学, 未来社会創造機構, 招へい教員 (00807563)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 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: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードカーボンナノチューブ / ペロブスカイト太陽電池 / フラーレン / 有機薄膜太陽電池 / シリコン太陽電池 / Perovskite solar cells / Carbon Nanotube / Carbon Paste / Fullerene
研究開始時の研究の概要

I propose replacing the carbon-paste by carbon nanotubes in the mesoporous perovskite system. The aerosol-synthesised carbon nanotube films are a better choice than the carbon-paste as they are low-temperature processable and has intrinsic charge selective ability, which translate to higher efficiency. In order to enhance the efficiency and stability even further, I plan to apply a novel Li@C60TFSI dopant-added hole-transporting materials which can function as antioxidants for the devices.

研究成果の概要

有機系太陽電池におけるカーボンナノチューブの使用範囲をさらに拡大した.フラーレン誘導体による機能化,リチウムイオン内包フラーレンによるカーボンナノチューブの機能化を行い,20%を越えるエネルギー変換効率を示すペロブスカイト太陽電池を作製した.二層カーボンナノチューブのフィルムも初めて太陽電池の透明電極として用いることができた.また,Nafionをドーパントとして使用し,従来の金属電極の代わりに金属カーボンナノチューブをシリコン光起電太陽電池に適用することにも成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

カーボンナノチューブ薄膜を透明電極,あるいは金属電極の代わりの裏面電極とすることで,将来的に金属の使用をより低減した有機系太陽電池が構築できる.インジウムスズ酸化物透明電極や金・銀などの裏面電極は高価であり,有機系太陽電池のコストの半分程度を占めるが,この電極部分をカーボンナノチューブで置き換えることにより,コスト優位性が高い太陽電池が実現する.

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 12件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 2件)

  • [国際共同研究] Pusan National University/KAIST(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California Los Angeles(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 中国科学技術大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] UCLA(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ケベック大学州立科学研究所(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] アールト大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] シンガポール大学(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Polyaromatic Nanotweezers on Semiconducting Carbon Nanotubes for the Growth and Interfacing of Lead Halide Perovskite Crystal Grains in Solar Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Lin Hao-Sheng、Okawa Shunhei、Ma Yue、Yotsumoto Satoshi、Lee Changsoo、Tan Shaun、Manzhos Sergei、Yoshizawa Michito、Chiashi Shohei、Lee Hyuck Mo、Tanaka Takeshi、Kataura Hiromichi、Jeon Il、Matsuo Yutaka、Maruyama Shigeo
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 32 号: 12 ページ: 5125-5133

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.0c01011

    • 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] Carbon Nanotubes to Outperform Metal Electrodes in Perovskite Solar Cells via Dopant Engineering and Hole-Selectivity Enhancement2020

    • 著者名/発表者名
      Jeon Il、Shawky Ahmed、Seo Seungju、Qian Yang、Anisimov Anton S.、Kauppinen Esko、Matsuo Yutaka、Maruyama Shigeo
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: - 号: 22 ページ: 11141-11147

    • DOI

      10.1039/d0ta03692g

    • 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] MoS2-carbon nanotube heterostructure as efficient hole transporters and conductors in perovskite solar cells2020

    • 著者名/発表者名
      Qian Yang、Seo Seungju、Jeon Il、Lin Haosheng、Okawa Shuhei、Zheng Yongjia、Shawky Ahmed、Anisimov Anton、Kauppinen Esko I.、Kong Jing、Xiang Rong、Matsuo Yutaka、Maruyama Shigeo
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 13 号: 7 ページ: 075009-075009

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ab9efa

    • 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] Denatured M13 Bacteriophage‐Templated Perovskite Solar Cells Exhibiting High Efficiency2020

    • 著者名/発表者名
      Lin Hao‐Sheng、Lee Jong‐Min、Han Jiye、Lee Changsoo、Seo Seungju、Tan Shaun、Lee Hyuck Mo、Choi Eun Jung、Strano Michael S.、Yang Yang、Maruyama Shigeo、Jeon Il、Matsuo Yutaka、Oh Jin‐Woo
    • 雑誌名

      Advanced Science

      巻: 7 号: 20 ページ: 2000782-2000782

    • DOI

      10.1002/advs.202000782

    • 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] Semiconducting carbon nanotubes as crystal growth templates and grain bridges in perovskite solar cells2019

    • 著者名/発表者名
      Seo Seungju、Jeon Il、Xiang Rong、Lee Changsoo、Zhang Hao、Tanaka Takeshi、Lee Jin-Wook、Suh Donguk、Ogamoto Tatsuro、Nishikubo Ryosuke、Saeki Akinori、Chiashi Shohei、Shiomi Junichiro、Kataura Hiromichi、Lee Hyuck Mo、Yang Yang、Matsuo Yutaka、Maruyama Shigeo
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 7 号: 21 ページ: 12987-12992

    • DOI

      10.1039/c9ta02629k

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High‐Performance Solution‐Processed Double‐Walled Carbon Nanotube Transparent Electrode for Perovskite Solar Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Jeon Il、Yoon Jungjin、Kim Unsoo、Lee Changsoo、Xiang Rong、Shawky Ahmed、Xi Jun、Byeon Junseop、Lee Hyuck Mo、Choi Mansoo、Maruyama Shigeo、Matsuo Yutaka
    • 雑誌名

      Advanced Energy Materials

      巻: 9 号: 27 ページ: 1901204-1901204

    • DOI

      10.1002/aenm.201901204

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Li@C60 endohedral fullerene as a supraatomic dopant for C60 electron-transporting layers promoting the efficiency of perovskite solar cells2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueno, Il Jeon, Hao-sheng Lin, Abhishek Thote, Takafumi Nakagawa, Hiroshi Okada, Seiichiro Izawa, Masahiro Hiramoto, Hirofumi Daiguji, Shigeo Maruyama, Yutaka Matsuo
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 号: 79 ページ: 11837-11839

    • DOI

      10.1039/c9cc06120g

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Highly Selective and Scalable Fullerene-Cation-Mediated Synthesis Accessing Cyclo[60]fullerenes with Five-Membered Carbon Ring and Their Application to Perovskite Solar Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Lin Hao-Sheng、Jeon Il、Chen Yingqian、Yang Xiao-Yu、Nakagawa Takafumi、Maruyama Shigeo、Manzhos Sergei、Matsuo Yutaka
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 31 号: 20 ページ: 8432-8439

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.9b02468

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Controlled Redox of Lithium-Ion Endohedral Fullerene for Efficient and Stable Metal Electrode-Free Perovskite Solar Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Jeon Il、Shawky Ahmed、Lin Hao-Sheng、Seo Seungju、Okada Hiroshi、Lee Jin-Wook、Pal Amrita、Tan Shaun、Anisimov Anton、Kauppinen Esko I.、Yang Yang、Manzhos Sergei、Maruyama Shigeo、Matsuo Yutaka
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 号: 42 ページ: 16553-16558

    • DOI

      10.1021/jacs.9b06418

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigation of charge interaction between fullerene derivatives and single‐walled carbon nanotubes2019

    • 著者名/発表者名
      Delacou Clement、Jeon Il、Otsuka Keigo、Inoue Taiki、Anisimov Anton、Fujii Takenori、Kauppinen Esko I.、Maruyama Shigeo、Matsuo Yutaka
    • 雑誌名

      InfoMat

      巻: 1 号: 4 ページ: 559-570

    • DOI

      10.1002/inf2.12045

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Multifunctional Effect of p‐Doping, Antireflection, and Encapsulation by Polymeric Acid for High Efficiency and Stable Carbon Nanotube‐Based Silicon Solar Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Qian Yang、Jeon Il、Ho Ya‐Lun、Lee Changhyun、Jeong Sujeong、Delacou Clement、Seo Seungju、Anisimov Anton、Kaupinnen Esko I.、Matsuo Yutaka、Kang Yoonmook、Lee Hae‐Seok、Kim Donghwan、Delaunay Jean‐Jacques、Maruyama Shigeo
    • 雑誌名

      Advanced Energy Materials

      巻: 10 号: 1 ページ: 1902389-1902389

    • DOI

      10.1002/aenm.201902389

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Vapor-Assisted Ex-Situ Doping of Carbon Nanotube toward Efficient and Stable Perovskite Solar Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Lee Jin-Wook、Jeon Il、Lin Hao-Sheng、Seo Seungju、Han Tae-Hee、Anisimov Anton、Kauppinen Esko I.、Matsuo Yutaka、Maruyama Shigeo、Yang Yang
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 19 号: 4 ページ: 2223-2230

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.8b04190

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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