| 研究課題/領域番号 |
20K05318
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
白井 肇 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (30206271)
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| 研究分担者 |
花尻 達郎 東洋大学, 理工学部, 教授 (30266994)
石川 良 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (90708778)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 多接合太陽電池 / 結晶Si / ペロブスカイト / モノリシック接合 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、塗布法によるN型結晶Si(N-Si)/PEDOT:PSS太陽電池を下部素子、FACsPbI3系ペロブスカイト薄膜太陽電池を上部素子としたモノリシック2接合太陽電池とモノリシックペロブスカイト薄膜太陽電池を接合させたトリプル接合太陽電池による高電圧化を最終目標とする。前年度までにN-Si/PEDOT:PSS接合太陽電池と上部ペロブスカイト薄膜太陽電池の中間電極としてSnCl2溶液を出発原料とした還流によるSnO2の低抵抗化を検討した。その結果還流条件を最適化することで残留塩素を＜5％まで低減することに成功し、ITO上SnO2上に形成したFACsPbI3系薄膜太陽電池で効率16％(Jsc:25.2 mA/cm2, Voc:0.953V, FF:66.8)を得た。またN-Si/PEDOT:PSSとの直列接続で開放電圧1.45Vを得た。更にSnO2を電子輸送としたFACsPbIBr系薄膜太陽電池において効率16％を得た。並行してPEDOT:PSS/SnO2界面でのキャリア再結合を促進するため中間電極部材としてAu,カーボンナノチューブ，ポリエチレンイミンによるPEDOT:PSSのフェルミ準位の低減を検討した。しかしいずれの場合にも上部素子の発電が主体で赤外光の下部素子での十分発電にはつながらなかった。この原因には中間電極によるキャリア損失と上部ペロブスカイト素子との電流マッチングが課題として挙げられる。従ってより一層低抵抗な透明電極材料の開発を目的にスパッタ法によるInZnO極薄膜の作製に着手し、中間電極としてのポテンシャルの実証を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
塗布法による中間電極部材の探索に時間を要している。可能性のある部材としてカーボンナノチューブ、ポロエチレンイミンによるPEDOT:PSSのフェルミ準位の低減を検討したが顕著な効果が得られなかった。そのためPEDOT:PSS/SnO2接合技術低抵抗な透明電極としてスパッタによるInZnO極薄膜の作製に着手し、中間電極としてのポテンシャルの実証を進めている。上部素子の発電が主体で赤外光の下部素子での十分発電にはつながらなかった。この原因には中間電極によるキャリア損失と上部ペロブスカイト素子との電流マッチングが課題として挙げられる。そのため、より低抵抗な透明電極部材としてスパッタによるInZnO極薄膜の作製に着手し、中間電極としてのポテンシャルの実証を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
PEDOT:PSS/SnO2接合技術低抵抗な透明電極としてスパッタによるInZnO極薄膜の作製に着手し、中間電極としてのポテンシャルの実証を進め、Si/PEDOT:PSSとFACsPbI3系ペロブスカイト素子およびFACsPbI3/FACsPbIBr系素子のタンデム構造素子での高電圧化に対してInZnO系薄膜の作製条件を最適化させ、中間電極としてモノリシック３接合素子の作製と評価を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
別途予算により消耗品費の購入が可能であったこと及びzoomでの学会参加により参加費のみの支払いで旅費の使途が必要なかったため。次年度はスパッタ成膜で必要とする消耗品、具体的にはIZOターゲットの購入に使用させていただく予定である。
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