• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

Developing novel p-type BiOX oxyhalides thin layer for stable and efficient CsPbI3 perovskite solar cells

研究課題

研究課題/領域番号 20K15385
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
研究機関桐蔭横浜大学

研究代表者

郭 章林  桐蔭横浜大学, 工学研究科, 特任助教 (40869559)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードペロブスカイト太陽電池 / 全無機ペロブスカイト / 高電圧 / perovskite solar cells / all-inorganic perovskite / high voltage / high efficiency / surface passivation / all-inorganic CsPbX3 / BiOX
研究開始時の研究の概要

Phase instability, caused by moisture, is the main barrier in developing CsPbI3 solar cells. P-type inorganic BiOX (X=I, F, Cl, Br) are very stable against moisture and heat. This project will focuse on constructing an ultra-thin BiOX layer to protect CsPbI3. The preparation of BiOX on CsPbI3 will be explored, including optimizing the solvents, spin-coating and annealing process. The bonding between perovskite and BiOX, the hole transfer through interface will be studied. The BiOX compounds will be compared to clarify the effect of halide ions on the device performance and stability.

研究成果の概要

このプロジェクトは、効率的で安定したCsPbX3ペロブスカイト太陽電池(PSC)の開発を目指しており、以下の結果が得られました。
アモルファスSnOxとドーパントフリーポリマーPDTDTの電荷輸送材料を開発しました。これにより、CsPbX3 PSCの高効率、特に高電圧、および優れた安定性が実現されました。CsPbX3欠陥(配位不足のPb2+と金属Pb)は、分子表面パッシベーション法によって抑制され、電圧を理論限界の92%以上に高めました。これらの研究は、電圧を上げることによってCsPbX3 PSCの低効率の問題を解決しました。安定性も、PDTDTを使用することで改善されました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究は、CsPbX3太陽電池の電圧損失と不安定性の問題を解決しました。 その結果、タンデム太陽電池や屋内太陽光発電への応用がより有望になります。
トップセルとしてCsPbX3を使用すると、タンデム太陽電池で2 Vを超える高電圧と30%を超える効率が達成され、Siパネルよりも効率的な太陽電池を提供できます。 十分な電力と駆動電圧を提供するCsPbX3屋内太陽電池を使用することで、セルフパワーのIoTシステムを実現できます。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Dopant‐Free Polymer HTM‐Based CsPbI2Br Solar Cells with Efficiency Over 17% in Sunlight and 34% in Indoor Light2021

    • 著者名/発表者名
      Guo Zhanglin、Jena Ajay Kumar、Takei Izuru、Ikegami Masashi、Ishii Ayumi、Numata Youhei、Shibayama Naoyuki、Miyasaka Tsutomu
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 31 号: 42 ページ: 2103614-2103614

    • DOI

      10.1002/adfm.202103614

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Voc Over 1.4 V for Amorphous Tin-Oxide-Based Dopant-Free CsPbI2Br Perovskite Solar Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Guo Zhanglin、Jena Ajay Kumar、Takei Izuru、Kim Gyu Min、Kamarudin Muhammad Akmal、Sanehira Yoshitaka、Ishii Ayumi、Numata Youhei、Hayase Shuzi、Miyasaka Tsutomu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 21 ページ: 9725-9734

    • DOI

      10.1021/jacs.0c02227

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] High Voc of all-inorganic CsPbX3 perovskite solar cells2022

    • 著者名/発表者名
      Zhanglin Guo, Ajay Kumar Jena, Tsutomu Miyasaka
    • 学会等名
      ICYRAM 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CsPbI2Br Perovskite Solar Cells with Voc Over 1.4 V2021

    • 著者名/発表者名
      Zhanglin Guo, Tsutomu Miyasaka
    • 学会等名
      The 8th Conference on Science and Technology of Emerging Solar Energy Materials
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] VOC over 1.4 V for amorphous tin oxide-based dopant-free CsPbI2Br perovskite solar cells2021

    • 著者名/発表者名
      Guo Zhanglin
    • 学会等名
      Pacifichem 2021 Congress
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interfacial Engineering for High Voltage (>1.4V) Performance of Inorganic Perovskite Solar Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Miyasaka
    • 学会等名
      2021 MRS Spring Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Perovskite Photovoltaics and Optoelectronics: From Fundamentals to Advanced Applications, Chapter 92022

    • 著者名/発表者名
      Ajay K. Jena, Zhanglin Guo, Tsutomu Miyasaka
    • 総ページ数
      48
    • 出版者
      Wiley-VCH
    • ISBN
      3527347488
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] 光電変換素子及び発電デバイス2021

    • 発明者名
      宮坂 力、郭 章林、アジェイ クマー ジェナ、武井 出
    • 権利者名
      宮坂 力、郭 章林、アジェイ クマー ジェナ、武井 出
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-053883
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi