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高速成膜技術による大面積・高性能ペロブスカイト太陽電池に向けた結晶成長過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K20435
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0302:電気電子工学およびその関連分野
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

山本 晃平  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, 研究員 (30909552)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードペロブスカイト太陽電池
研究開始時の研究の概要

本研究では次世代太陽電池として注目されている軽量フレキシブルなペロブスカイト太陽電池の成膜工程における結晶核成長制御を可能とする成膜・乾燥手法を確立し、大面積で高性能なペロブスカイト太陽電池を開発する。量産応用可能な塗布法であるブレードコーティング法を用い、新規乾燥技術下での結晶成長メカニズムとデバイス耐久性との関係性について明らかにし、ミニモジュールサイズ(~100 cm2)で変換効率20%を達成させる。

研究成果の概要

本研究では次世代太陽電池として注目されている軽量フレキシブルなペロブスカイト太陽電池の成膜工程における結晶核成長制御を可能とする成膜・乾燥手法を確立し、大面積で高性能なペロブスカイト太陽電池を開発している。従来、研究室レベルでは□30mm程度の基板を用いた小面積な太陽電池をスピンコーティング法によりペロブスカイト太陽電池の開発を行っていた。しかしスピンコーティング法では大面積化することが困難で製造タクトタイムを早くすることもできずコストがかかることが問題である。本研究では量産応用可能な塗布法であるブレードコーティング法を用い、従来のスピンコート法と同等な太陽電池性能を発現させることができた。

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の成膜工程における結晶核成長制御を量産応用可能な塗布法で行い、技術を確立させることは急務である。高効率化、生産安定性、デバイス耐久性に通ずるパラメータを明らかにし、学術的知見から産業応用まで広く貢献できると考える。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] Effect of Plasma Treatment to Electron Transport Layer on Perovskite Solar Cells2023

    • 著者名/発表者名
      Kohei Yamamoto, Yuji Yoshida, Takurou N.Murakami
    • 学会等名
      Advances in Functional Materials Conference 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イオン性液体を正孔輸送材ドーパントとして用いたペロブスカイト太陽電池の耐久性2023

    • 著者名/発表者名
      山本 晃平、村上 拓郎
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] ペロブスカイト結晶の成膜方法および成膜装置2022

    • 発明者名
      山本晃平、村上拓郎、吉田郵司
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-10-22   更新日: 2024-01-30  

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