有機鉛ペロブスカイト太陽電池高効率化のための結晶成長制御

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05978
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性
• 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: 宮寺 哲彦 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, 主任研究員 (30443039)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ペロブスカイト太陽電池 / 結晶成長 / 有機無機ハイブリッド材料

研究成果の概要

ペロブスカイト太陽電池の高性能化を目指し、有機鉛ペロブスカイトの結晶成長制御に取り組んだ。代表的な有機半導体であるルブレン単結晶上に有機鉛ペロブスカイトを製膜することで、高い結晶性を有し、原子層レベルで構造制御されたエピタキシャル薄膜を構築することに成功した。また、リアルタイムX線回折実験を行うシステムを構築した。有機鉛ペロブスカイト結晶成長過程をその場観察し、結晶成長ダイナミクスに関する知見を得ることに成功した。

自由記述の分野

有機デバイス

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は光電変換効率が急速に向上しており、次世代太陽電池として注目を集めているが、結晶成長に関する基礎的な知見が得られておらず、各研究機関のノウハウに頼った研究開発となっているのが現状である。本研究では有機鉛ペロブスカイトの結晶成長制御手法の確立および結晶成長メカニズムの解明に成功した。これらの成果は今後のプロセス開発や素子開発に重要な知見を与え、ペロブスカイト太陽電池のさらなる発展に資するものである。