オールカーボン太陽電池の開発

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16F16069
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 丸山 茂夫 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90209700)
• 研究分担者: JEON IL 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2016-04-22 – 2018-03-31
• キーワード: ペロブスカイト太陽電池 / 有機太陽電池 / カーボンナノチューブ / グラフェン / フラーレン / 遷移金属ジカルコゲニド

研究実績の概要

本研究の目的は，太陽電池への炭素材料適用である．これにより，これまで広く使われてきたITO 電極を代替し，低コスト，低環境負荷かつフレキシブルな次世代の素子を提供できる．究極的な目標は，グラファイト，フラーレン，カーボンナノチューブ（CNT）などの炭素同素体を活用したオールカーボンの太陽電池である．また，本研究はそれのみに留まらず，それ以外の材料，例えば遷移金属ジカルコゲナニドやスパッタ酸化亜鉛，アントラセン誘導体，その他一般的な有機太陽電池も範疇とした．この目的に沿い、CNT電極を両側に適用したペロブスカイト太陽電池やCNTとフラーレン層でサンドイッチしたペロブスカイト太陽電池などについて研究を行った．後者の成果は、特に韓国ソウル大学との国際共同研究として行われた．また，それらの研究と共に，作動圧力を高めに設定したスパッタ酸化亜鉛層はアニールを必要とせず有機太陽電池の電子輸送層として高い性能を示す事，溶液法による遷移金属ジカルコゲニドの適用，アントラセン誘導体を表面処理に用いた電子輸送層の開発などの成果も得られた．
研究主体であるJeon博士が特任助教に着任したため，特別研究員としての期間は10ヶ月で終了したが，この短い期間に最終的に8報の査読付き論文を出版する事ができ，オールカーボン太陽電池に向けた道が大きく開かれた．

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] 中国科学技術大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 中国科学技術大学
• [国際共同研究] ソウル大学(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: ソウル大学
• [雑誌論文] An Efficient Organic Solvent-Free Solution-Processing Strategy for High-Mobility Metal Chalcogenide Film Growth (2017)
  • 著者名/発表者名: Jie Zhao, Il Jeon, Qinghua Yi, Menka Jain, Jiang Wu, Mark H. Rummeli, Pingyuan Song, Huiyun Liu, Yutaka Matsuo*, Guifu Zou*
  • 雑誌名: Green Chemistry 巻: 19 ページ: 946-951
  • DOI: 10.1039/C6GC02489K
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Polymer-Fullerene Solar Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Il Jeon, Yutaka Matsuo
  • 雑誌名: Encyclopedia of Polymer Science and Technology 巻: - ページ: 1-17
  • DOI: 10.1002/0471440264.pst650
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability of Diketopyrrolopyrrole Small-molecule Inverted Organic Solar Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Il Jeon, Ryohei Sakai, Takafumi Nakagawa, Hiroki Setoguchi, Yutaka Matsuo
  • 雑誌名: Organic Electronics 巻: 35 ページ: 5710-5713
  • DOI: 10.1016/j.orgel.2016.05.022
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhancement of Low-field Magnetoresistance in Self-Assembled Epitaxial La0.67Ca0.33MnO3:NiO and La0.67Ca0.33MnO3:Co3O4 Composite Films via Polymer-Assisted Deposition (2016)
  • 著者名/発表者名: Meng Zhou, Yuling Li, Il Jeon, Qinghua Yi, Xuebin Zhu, Xianwu Tang, Haiyan Wang, Ling Fei, Yuping Sun, Shuguang Deng, Yutaka Matsuo,* Hongmei Luo,* Guifu Zou*
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 26390
  • DOI: 10.1038/srep26390
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Enhancement of Fill Factor in Air-Processed Inverted Organic Solar Cells using Self-Assembled Monolayer of Fullerene Catechol (2016)
  • 著者名/発表者名: Il Jeon, Keisuke Ogumi, Takafumi Nakagawa, Yutaka Matsuo
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 ページ: 082301
  • DOI: 10.7567/JJAP.55.082301
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Metal-free and Window-like Transparent Organic Solar Cells with P-dopant Enhanced Carbon Nanotube Electrodes and Novel Transfer Methodologies (2016)
  • 著者名/発表者名: Il Jeon, Clement Delacou, Antti Kaskela, Esko I. Kauppinen, Shigeo Maruyama, Yutaka Matsuo
  • 雑誌名: Scientific Report 巻: 6 ページ: 31348
  • DOI: 10.1038/srep31348
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interface Engineering of Metal Oxides using Ammonium Anthracene in Inverted Organic Solar Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Il Jeon, Sasa Zeljkovic, Kei Kondo, Michito Yoshizawa, Yutaka Matsuo
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 8 ページ: 29866-29871
  • DOI: 10.1021/acsami.6b09684
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Room Temperature-processed Flexible Inverted Organic Solar Cells using High Working Pressure-Sputtered ZnO films (2016)
  • 著者名/発表者名: Il Jeon, Yang Qian, Shoichiro Nakao, Daisuke Ogawa, Rong Xiang, Taiki Inoue, Shohei Chiashi, Tetsuya Hasegawa, Shigeo Maruyama*, Yutaka Matsuo
  • 雑誌名: Journal of Material Chemistry A 巻: 4 ページ: 18763-18768
  • DOI: 0.1039/C6TA08068E
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] The Solution to Stability and Cost in Perovskite Solar Cells that reach 17% by All-Carbon Approach (2017)
  • 著者名/発表者名: Il Jeon, Namyoung Ahn, Jungjin Yoon, Esko I. Kauppinen, Mansoo Choi, Yutaka Matsuo, Shigeo Maruyama
  • 学会等名: The 52nd Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
  • 発表場所: 東京大学、東京、日本
  • 年月日: 2017-03-01 – 2017-03-03
  • 国際学会
• [学会発表] Application of Single-Walled Carbon Nanotube Films as Transparent Electrodes in Organic and Perovskite Solar Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Matsuo, Il Jeon, Esko Kauppinen, Shigeo Maruyama
  • 学会等名: 2016 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2016-11-27 – 2016-12-02
  • 国際学会
• [学会発表] The Solution to Stability and Cost in Perovskite Solar Cells that reach 17% by All-Carbon Approach (2016)
  • 著者名/発表者名: > Il Jeon, Namyoung Ahn, Jungjin Yoon, Esko I. Kauppinen, Yutaka Matsuo, Shigeo Maruyama, and Mansoo Choi
  • 学会等名: 7th A3 Symposium on Emerging Materials
  • 発表場所: Buyeo, South Korea
  • 年月日: 2016-10-30 – 2016-11-03
  • 国際学会
• [学会発表] Overview: Applications of CNT Electrode in Photovoltaics (2016)
  • 著者名/発表者名: Il Jeon, Shigeo Maruyama, Yutaka Matsuo
  • 学会等名: The 51st Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
  • 発表場所: かでる２・７、札幌、日本
  • 年月日: 2016-09-07 – 2016-09-09
  • 国際学会