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2次元無機有機ペロブスカイト物質の太陽電池材料への応用

研究課題

研究課題/領域番号 26600119
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関上智大学

研究代表者

江馬 一弘  上智大学, 理工学部, 教授 (40194021)

連携研究者 欅田 英之  上智大学, 理工学部, 准教授 (50296886)
竹岡 裕子  上智大学, 理工学部, 准教授 (50338430)
研究協力者 宇田川 洋祐  
清田 祐貴  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード無機有機ハイブリッド物質 / 励起子 / 太陽電池 / 量子井戸 / 励起子物性 / 層状ペロブスカイト
研究成果の概要

近年注目を集めている無機有機ペロブスカイト物質の2次元構造(量子井戸)を太陽電池応用に適用するための研究を行った.具体的には,2次元構造の励起子物性と太陽光発電,および,3次元構造における励起子物性の研究を行った.3次元物質では励起子が存在しないと言われていたが,精密な光学測定により,励起子束縛エネルギーを評価し,臭素系では20~40meV,ヨウ素系では10~20meVであることが判明した.これにより,臭素系では室温においても励起子が安定であり,ヨウ素系では励起子が解離しているものと予想される.
さらに2次元構造を用いて太陽電池構造を作製し,効率は低いものの,発電することが確認された.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Formamidine and cesium-based quasi-two-dimensional perovskites as photovoltaic absorbers2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuki Hamaguchi, Masahiro Yoshizawa-Fujita, Tsutomu Miyasaka, Hideyuki Kunugita, Kazuhiro Ema, and Masahiro Rikukawa
    • 雑誌名

      Chem. Comm.

      巻: 53 号: 31 ページ: 4366-4369

    • DOI

      10.1039/c7cc00921f

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exciton-exciton scattering in perovskite CH3NH3PbBr3 single crystal2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kunugita, Y. Kiyota, Y. Udagawa, Y. Takeoka, Y. Nakamura, J. Sano, T. Matsushita, T. Kondo, and K. Ema
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 55 号: 6 ページ: 060304-060304

    • DOI

      10.7567/jjap.55.060304

    • NAID

      210000146576

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Excitonic Feature in Hybrid Perovskite CH3NH3PbBr3 Single Crystals2015

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Kunugita, Tsubasa Hashimoto, Yuki Kiyota, Yosuke Udagawa, Yuko Takeoka, Yuiga Nakamura, Junro Sano, Tomonori Matsushita, Takashi Kondo, Tsutomu Miyasaka, and Kazuhiro Ema
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 44 号: 6 ページ: 852-854

    • DOI

      10.1246/cl.150204

    • NAID

      130005074610

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of Cyclodextrins on Intramolecular Photoinduced Electron Transfer in a Boronic Acid Fluorophore2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kano, D. Tanoue, H. Shimaoka, K. Katano, T. Hashimoto, H. Kunugita, S. Nanbu, T. Hayashita, and K. Ema
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 30 号: 6 ページ: 643-648

    • DOI

      10.2116/analsci.30.643

    • NAID

      130004442300

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 有機無機ペロブスカイト物質CH3NH3PbBr3の励起子物性2016

    • 著者名/発表者名
      宇田川洋祐, 清田祐貴, 中村唯我, 佐野惇郎, 松下智紀, 欅田英之, 竹岡裕子, 近藤高志, 江馬一弘
    • 学会等名
      第77回応用物理学会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ,新潟
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of the exciton binding energy in CH3NH3PbBr3 Single Crystal2016

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Udagawa, Yuki Kiyota, Hideyuki Kunugita, Yuko Takeoka, Yuiga Nakamura, Junro Sano, Tomonori Matsushita, Takashi, Kondo, and Kazuhiro Ema
    • 学会等名
      XXV International Materials Research Congress (IMRC)
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2016-08-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exciton and bandgap energies of hybrid perovskite CH3NH3PbI32015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamura, J. Sano, T. Matsushita, Y. Kiyota, Y. Udagawa, H. Kunugita, K. Ema, and T. Kondo
    • 学会等名
      2015 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2015)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2015-09-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Excitonic Properties and Carrier Dynamics of CH3NH3PbBr3 Single Crystals2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kiyota, Yosuke Udagawa, Hideyuki Kunugita, Yuko Takeoka, Yuiga Nakamura, Tomonori Matsushita, Takashi Kondo, Tsutomu Miyasaka, and Kazuhiro Ema
    • 学会等名
      1st International Conference on Perovskite Solar Cells and Optoelectronics (PSCO-2015)
    • 発表場所
      Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of optically high quality thin films of PbBr-based layered perovskite by using Langmuir-Blodgett technique and their application to cavity polariton laser2015

    • 著者名/発表者名
      Masanao Era, Hiroshi Era, Kazuhiro Ema and Noriyuki Takada
    • 学会等名
      1st International Conference on Perovskite Solar Cells and Optoelectronics (PSCO-2015)
    • 発表場所
      Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有機無機ペロブスカイト化合物の励起子物性2015

    • 著者名/発表者名
      清田祐貴, 宇田川洋祐, 中村唯我, 佐野惇郎, 松下智紀, 欅田英之, 竹岡裕子, 近藤高志, 江馬一弘
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ハロゲン化鉛ペロブスカイト型半導体の電子状態と励起子2015

    • 著者名/発表者名
      近藤高志、江馬一弘
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高い励起子発光効率を有するヨウ化鉛系有機無機ペロブスカイトの基礎光物性2015

    • 著者名/発表者名
      江良正直,江馬一弘,フィリップス・リチャード
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 臭素系ペロブスカイト型半導体CH3NH3PbBr3の励起子特性2015

    • 著者名/発表者名
      佐野惇郎、中村唯我、松下智紀、橋本翼、清田祐貴、宇田川洋祐、石井里歩、加賀屋葉子、欅田英之、竹岡裕子、江馬一弘、近藤高志
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機無機ペロブスカイト型材料の光物性と新機能2015

    • 著者名/発表者名
      江馬一弘
    • 学会等名
      2015 日本化学会 ATP プログラムT1A「太陽エネルギー変換の新技術と展望」
    • 発表場所
      日本大学習志野キャンパス
    • 年月日
      2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 臭素系ペロブスカイト型半導体CH3NH3PbBr3の励起子特性2015

    • 著者名/発表者名
      佐野惇郎、中村唯我、松下智紀、橋本翼、清田祐貴、宇田川洋祐、石井里歩、加賀屋葉子、欅田英之、竹岡裕子、江馬一弘、近藤高志
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Optical and excitonic properties in lead-halide-based perovskite-type crystals CH3NH3PbBr32015

    • 著者名/発表者名
      T. Hashimoto, Y. Kiyota, Y. Udagawa, R. Ishii, Y. Kagaya, H. Kunugita, Y. Takeoka, K. Ema, Y. Nakamura, J. Sano, T. Matsushita, T. Kondo, and T. Miyasaka
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials (Hybrid Materials 2015)
    • 発表場所
      Sitges, Spain
    • 年月日
      2015-03-09 – 2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機無機ハイブリッド材料の光学特性と薄膜作製技術2014

    • 著者名/発表者名
      江馬一弘,竹岡祐子
    • 学会等名
      光機能材料研究会・第48回講演会「ぺロブスカイト薄膜太陽電池の材料開発と最新技術」
    • 発表場所
      東京大学先端科学技術研究センター
    • 年月日
      2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 「ペロブスカイト薄膜太陽電池の開発と最新技術」第4章「有機無機ハイブリッドペロブスカイト材料の光学特性」担当2014

    • 著者名/発表者名
      宮坂力・瀬川浩司編,江馬一弘
    • 総ページ数
      215
    • 出版者
      技術教育出版社
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] 光とは何か2014

    • 著者名/発表者名
      江馬一弘
    • 総ページ数
      235
    • 出版者
      宝島社新書
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 江馬研ホームページ

    • URL

      http://soliton.ph.sophia.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 江馬研ホームページ

    • URL

      http://soliton.ph.sophia.ac.jp/EmaLabWeb/top.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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