疑二次元構造の結晶配向性制御による高耐久性ペロブスカイト太陽電池の開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14533
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 有機・ハイブリッド材料
• 研究機関: 桐蔭横浜大学
• 研究代表者: 實平 義隆 桐蔭横浜大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員(移行) (10751373)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 有機無機複合材料 / ペロブスカイト / 太陽電池 / 結晶配向性 / ナノ構造制御 / ナノ材料 / 酸化チタン

研究成果の概要

本研究では、長鎖アルキルアンモニウムカチオンの疎水性構造の利用により耐湿性を付与した有機無機ハイブリッドペロブスカイト太陽電池について、足場となる酸化チタン電子輸送層のナノ構造制御によって層状構造を有する二次元ペロブスカイト結晶の配向性制御に成功し、発電層の結晶配向性が外部への電荷移動および太陽電池の光電変換特性に大きく影響することを明らかにした。続いて、三次元系ペロブスカイトにおいて、正孔輸送層との界面に長鎖カチオンを導入した擬似二次元構造についても検討し、効率の向上に寄与することを示した。これらの結果はペロブスカイト太陽電池の実用化に向けた特性の向上に重要な知見といえる。

自由記述の分野

太陽電池、酸化物半導体、無機材料化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

純二次元系ペロブスカイトを用いたペロブスカイト太陽電池の研究として、その結晶配向性を明確に制御し、太陽電池特性への影響を示した点について、類似した研究例は他に見当たらず、本研究が唯一のものとなる。また、光電変換効率についても、純二次元ペロブスカイトとして報告されたものの中では最も高い値を示しており、学術的に独創性の高い結果が得られた。