2022 年度研究成果報告書

レーザーテラヘルツ放射顕微鏡による太陽電池用トンネル酸化膜の評価と開発

研究課題

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研究課題/領域番号	20K05697
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分36020:エネルギー関連化学
研究機関	国立研究開発法人産業技術総合研究所
研究代表者	望月敏光国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (30549572)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	テラヘルツ / 時間領域分光 / 太陽電池 / ペロブスカイト化合物
研究成果の概要	ペロブスカイト太陽電池は高い効率が得られ低コスト化の余地が大きい次世代の太陽電池として注目されているが、有機薄膜を主体とした複雑な構造であるためその特性決定機構に未知の部分が多い。そこでペロブスカイト太陽電池の特性決定機構の解明に資する評価技術としてテラヘルツ放射顕微鏡が有効であると考え、電圧印加でテラヘルツ放射の波形が連続的に変化し、位相の反転も確認した。これはペロブスカイト太陽電池の過渡的なキャリアの運動を光学的に評価できていることの証拠であり、今後ペロブスカイト太陽電池の新しい評価手法として利用できるものと期待される。
自由記述の分野	太陽電池
研究成果の学術的意義や社会的意義	シリコン系太陽電池の完成度がコスト的な意味を含めて非常に高まる一方で、鉛ハライドペロブスカイト化合物は高効率低コストかつ軽量な太陽電池の材料の候補として注目を集めその研究が盛んに行われ、その性能も急速に向上している。また、鉛ハライドペロブスカイト化合物はバンドギャップの制御が比較的容易であり結晶シリコン太陽電池とのタンデム用トップセルの材料としても期待されている。このような状況にあってテラヘルツ時間領域分光による半導体評価の応用の可能性を探った所、photo-Dember効果との干渉はあるもののペロブスカイト太陽電池の界面評価にテラヘルツ時間領域分光が応用できる可能性があることを示せた。