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2018 年度 実施状況報告書

塗布型結晶Si/ペロブスカイト多接合太陽電池の要素技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06341
研究機関埼玉大学

研究代表者

白井 肇  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (30206271)

研究分担者 石川 良  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (90708778)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード太陽電池 / 結晶シリコン / ペロブスカイト薄膜 / ペロブスカイト薄膜太陽電池 / SnO2 / TiO2
研究実績の概要

先行研究で実施してきた塗布プロセスで形成した結晶Si/導電性高分子PEDOT:PSS接合太陽電池とFACsPbIBr系無機・有機ハイブリッドペロブスカイト系薄膜太陽電池の高効率化のための要素技術の開発および両者のタンデム構造太陽電池による高効率。高電圧化を検討した。
特に導電性高分子PEDOT:PSS上に上部ペロブスカイト薄膜太陽電池の電子輸送層として溶液プロセスで合成したSnO2との接合特性を調査した。
具体的には導電性高分子PEDOT:PSSのキャリア濃度および加水分解による酸化スズ(SnO2)、酸化チタン(TiO2)の合成法を検討し、SnO2(TiO2)/PEDOT:PSS界面の接合状態を電流-電圧特性、光学物性から検討した。
その結果、SnO2の膜厚を20nm程度に調整し、PEDOT:PSSの導電性を制御することで、上部素子から下部素子への電子注入効率の向上を確認した。
以上銀ナノワイヤー(AgNW)やカーボンナノチューブ(CNT)などの中間電極を設けることなく、SnO2を挿入するのみで上部ペロブスカイト素子のカソード電極、下部素子の再結合電極層として機能し、曲線因子を低下させることなく開放電圧を1.58-1.6Vまで増大させることに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

中間電極なしにタンデム素子の作製に成功した。

今後の研究の推進方策

タンデム素子の再現性の向上およびSnO2/PEDOT;PSS接合特性について評価と解析により、タンデム構造素子設計の指針を明確にする。

次年度使用額が生じた理由

微小電流計の故障による前倒しで購入させていただいた新規機種の価格が当初の見積もり価格より減額されていたこと、消耗品としてSi基板の購入価格が若干安価であったために35.598円次年度に繰り越し金が生じた。繰り越し金は、次年度の有機原材料、溶媒の購入に使用させていただくことを予定している。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件)

  • [雑誌論文] Solution-Processed Crystalline Silicon Heterojunction Solar Cells2019

    • 著者名/発表者名
      A.T.M. Saiful Islam, R. Ishikawa, H. Shirai,
    • 雑誌名

      Advanced Nanomaterials for Solar Cells and Light Emitting Diodes

      巻: @ ページ: 97-117

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical mist deposition of organic for efficient front- and back- PEDOT:PSS/crystalline Si heterojunction solar cells2019

    • 著者名/発表者名
      A.T.M. Saiful Islam, Md. Enamul Karim, Arifuzzaman Rajib, Yuki Nasuno1 Tomofumi Ukai, Shunji Kurosu, Masahide Tokuda, Yasuhiko Fujii, Yoshikata Nakajima, Tatsuro Hanajiri, and Hajime Shirai
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 114 ページ: 351-

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carrier transport in PEDOT:PSS/n-Si heterojunction solar cells2019

    • 著者名/発表者名
      H. Shirai, A.T.M. S. Islam, R. Ishikawa
    • 雑誌名

      OYO BUTURI

      巻: 885-5 31 ページ: @

    • 査読あり

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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