| 研究課題/領域番号 |
21H02040
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分36020:エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
韓 礼元 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任研究員 (20531172)
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| 研究分担者 |
中崎 城太郎 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任教授 (10444100)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | ペロブスカイト / 太陽電池 / パッシベーション / 高効率 / エネルギー変換 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
次世代太陽電池として大きな注目を集めているペロブスカイト太陽電池は正式構造と逆型構造の２つの構造がある。逆型構造は高い耐久性を有するが、変換効率が正式構造より低い。本研究では、逆型ペロブスカイト太陽電池の変換効率向上のため、光学計測および電気計測を駆使し、デバイス特性における構造の光学的特性、半導体接合特性、キャリア注入および輸送特性に対する影響を解明する。さらに、欠陥密度の定量的な評価により、有効な欠陥パッシベーション方法を明確にする。上記測定で得られた結果をデバイス作製にフィードバックし、逆型ペロブスカイト太陽電池の高効率化を妨げている要因を解明し、性能向上へのアプローチを明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
ペロブスカイト結晶性の向上、SAM（自己組織化単分子膜）型正孔輸送材料の開発、並びに界面パッシベーションによって、逆型ペロブスカイト太陽電池の効率を25％以上向上させることができた。また、得られた太陽電池が優れた安定性を有することがわかった。これらの検討を通じて、逆型ペロブスカイト太陽電池のさらなる発展のためには、ペロブスカイトの狭バンドギャップ化による電流増大、結晶欠陥低減による電圧向上、材料探索に向けた基礎検討が課題であることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、逆型ペロブスカイト太陽電池の効率向上を実現すると共に、高効率化を妨げている要因を解明した。この要因解明により、さらなる効率向上の道を開拓した。また、その過程で検討した手法は、他のデバイス開発にも活かすことができる。ペロブスカイト太陽電池は、脱炭素社会の実現に向けて大きな役割を果たすことが期待されており、本研究の成果は、そのペロブスカイト太陽電池の実用化に向けて重要な一歩となる。
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