研究課題
昨年度は、作製したカーボンナノチューブ(CNT)・グラフェン薄膜をプラズマ処理することで、薄膜の疎水性を変化させることができた。更に、グラフェン中CNTの含有量を制御することにより、ペロブスカイト薄膜の平滑度をコントロールすることに成功した。今年度は、CNT・グラフェン薄膜を活用し、積層構造のペロブスカイト太陽電池の作製を行い、素子の性能を調べった。具体的には、CNT・グラフェン薄膜の上、ペロブスカイトの前駆体溶液をスピンコート法により製膜した。この薄膜ペロブスカイトの上にPCBM/BCP電子輸送層等を溶剤法で製膜し、デバイスを完成した。完成したデバイスについて、電流－電圧曲線と光電流の外部量子効率(IPCE)特性を測定した。その結果、CNTの添加により、薄膜の導電性の向上が見られるが、添加量の増加と共に、ペロブスカイトの薄膜の平滑度が落ちていき、素子の性能悪化を引き起こすことが観察した。以上の結果から、導電性と平滑度がトレードオフの関係だと分かった。そして、CNTとグラフェンの配合比率を変えることで、素子の光電変換効率が大きく変化する。CNTとグラフェン配合を制御することで、素子の光電変換効率の最大化に必要な配合比率を見つけ出した。上記の素子作製は、溶液法とスピンコート法を用いているから、印刷技術によって製造できるため、低価格化が期待される。引き続き光電変換効率の最大化及びプロセスの最適化を行うことで、ペロブスカイト太陽電池の早期の実用化を目指します。
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Advanced Energy Materials
巻: - ページ: 「印刷中」
ACS Nano
巻: 12 ページ: 2403-2414
10.1021/acsnano.7b07754
