光エネルギー変換における光誘起キャリアのポーラロン伝導の分子論

• 研究課題/領域番号: 24K08356
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分32010:基礎物理化学関連
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 山下 晃一 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 特任教授 (40175659)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 光エネルギー変換 / 光誘起キャリア / ポーラロン伝導 / ペロブスカイト太陽電池 / 水分解光触媒

研究開始時の研究の概要

太陽光エネルギー変換デバイスとしてペロブスカイト太陽電池、水分解光触媒を取り上げ、それらのデバイスにおける光誘起キャリアの再結合抑制の微視的メカニズムについての分子論的学理、（１）材料の電子・フォノン特性に起因する光励起に伴う自発分極あるいは強誘電体への相転移の微視的メカニズム、（２）フォノンとの相互作用によるキャリアの空間的局在化、すなわちキャリア・ポーラロン生成の微視的メカニズム、（３）キャリア（電子、正孔）のポーラロン伝導の微視的メカニズム、を明らかにし、（I）ハイブリッド型ペロブスカイト材料の非鉛化、（II）水分解光触媒材料の可視光応答化、の課題解決に向けた理論的研究を展開する。