| 研究課題/領域番号 |
20K05268
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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28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
藤井 俊治郎 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (80586347)
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| 研究分担者 |
鷲津 仁志 兵庫県立大学, 情報科学研究科, 教授 (00394883)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | グラフェン / ナノカーボン / 2次元材料 / 有機無機ペロブスカイト / ペロブスカイト太陽電池 / カーボン電極 / 透明電極 / 有機系太陽電池 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ナノカーボン材料であるグラフェンは炭素元素のみからなる二次元層状物質であり、高い導電性と透過率を持つ透明電極として応用が期待されている。本研究では、グラフェンを有機無機ペロブスカイト太陽電池の透明電極に適用し、折り曲げ可能で両面発電する多機能な新規太陽電池の開発を試みる。屋内用自立電源など環境発電デバイスへの応用展開を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、大気圧化学気相成長(CVD)装置を用いて、ニッケル基板および銅基板上に多層グラフェンをCVD成長することに成功した。また、酸化膜付きシリコン基板上にあらかじめパターニングした銅薄膜を作製することにより、多層グラフェンを目的の位置に簡便に直接成長させる手法を開発した。さらに、多層グラフェンを色素増感太陽電池の陽極として使用可能であることを示した。最終的には、実用性を考え、カーボンペーストを印刷したカーボン電極をペロブスカイト太陽電池の陽極として採用したペロブスカイト太陽電池の作製に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した目的形状のグラフェンを直接成長する手法は、グラフェンの電子デバイス応用を加速し、二次元材料成長のための新プロセスにつながると考えられる。また、当初目標としていたグラフェンを電極に用いたペロブスカイト太陽電池の実現には至らなかったが、高価な金属電極の代わりに、安価なカーボン電極を採用したペロブスカイト太陽電池の作製に成功した。本研究成果は、ペロブスカイト太陽電池の低コスト化に向けた要素技術として貢献するものと考えられる。
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