| 研究課題/領域番号 |
20H02819
|
|---|
| 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35030:有機機能材料関連
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
|---|
研究代表者 |
宮寺 哲彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (30443039)
|
|---|
| 研究分担者 |
丸山 伸伍 東北大学, 工学研究科, 准教授 (80732362)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
|
|---|
| キーワード | ペロブスカイト太陽電池 / 結晶成長 / in-situ解析 / 鉛フリーペロブスカイト / 偏光赤外多角入射分光法 / リアルタイムX線回折 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
高効率かつ低コストな太陽電池として実用化が期待されているペロブスカイト太陽電池の分野において、毒性の懸念から鉛代替材料による太陽電池の開発が急務となっている。本研究ではこれまでに応募者らが開発してきた分子層レベルで組成制御が可能な精密結晶成長手法やリアルタイム薄膜成長解析手法を駆使してハイスループットな材料・素子開発を戦略的に推進し、環境負荷の低い鉛代替ペロブスカイト太陽電池の高性能化を実現する。
|
| 研究成果の概要 |
In-situ赤外MAIRS法による鉛フリーペロブスカイトの結晶成長ダイナミクス解析および、エピタキシャル成長を活用した鉛含有ペロブスカイトの結晶成長制御と素子開発に取り組んだ。結晶成長ダイナミクス解析においてはSnI2とヨウ化グアニジニウム(GAI)を出発原料として、ペロブスカイト（GASnI3）が形成されるダイナミクスを解析し、Avramiモデルによる成長様式でペロブスカイトが形成されることを見出した。結晶成長制御については、高結晶ペンタセン／ルブレン積層薄膜上に高結晶ペロブスカイト（CH3NH3PbI3）が形成されることを見出し、当該結晶成長手法を用いて太陽電池を作製し動作解析を行った。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ペロブスカイト太陽電池は2013年以来急速に発展し、高効率かつ低コストな太陽電池として実用化が期待されている。一方で、ペロブスカイト太陽電池の研究開発は、製膜過程の背後にある基礎メカニズムに関する知見はほとんど得られていないのが現状である。本研究ではin-situ赤外MAIRS法を用いたペロブスカイトの結晶成長ダイナミクス解析およびエピタキシャル成長を活用した高結晶性ペロブスカイトの形成とデバイス作製に関する成果を上げた。当該成果はペロブスカイト太陽電池のプロセス開発における結晶成長解析・制御の重要性を示唆するものであり、今後の発展に重要な指針を与えるものである。
|
