2018 年度研究成果報告書

有機無機ハイブリッド太陽電池における酸化物半導体の役割解明と軽量太陽電池への展開

研究課題

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研究課題/領域番号	16K05888
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	エネルギー関連化学
研究機関	桐蔭横浜大学
研究代表者	池上和志桐蔭横浜大学, 医用工学部, 准教授 (30375414)
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 / 光電変換 / 酸化チタン / 低温成膜
研究成果の概要	高効率ペロブスカイト太陽電池を、軽量薄型の透明導電性プラスチック基板を用いて作製するための材料の調製法と成膜法の研究を行った。透明導電膜上に、真空スパッタ法よる平均厚み7nmの酸化チタン層と、さらにその上層に一次粒子径が 7 nmのアナターゼ型酸化チタンをスピンコート成膜する手法と条件を確立した。その結果、厚みが0.125 mmのプラスチックペロブスカイト太陽電池で、エネルギー変換効率18%を達成した。
自由記述の分野	光電気化学
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を樹脂基板にような耐熱性の低い基板を用いて作製するにあたり、焼成温度が課題であった電子収集層となる酸化チタン層を、粒子の種類の選択と分散液の調製により低温成膜できることを示した。このことにより、材料の選択肢が多い順構造型のペロブスカイト太陽電池を、プラスチック基板をはじめとする耐熱性の低い基板を用いて作製でき、かつ高効率を引き出せることを示した。電子収集層の金属酸化物層の積層構造も、高効率を引き出すために効果的であり、極薄の曲がるあるいは折りたためる高効率ペロブスカイト太陽電池を作製する手法について道を開く結果を示すことができた。