2019 Fiscal Year Annual Research Report
Highly functionalized p-i-n type quantum dot based hybrid solar cells
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17H03536
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
佐川 尚 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (20225832)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 量子ドット / ペロブスカイト / 金属硫化物 / 金属酸化物 / ナノロッドアレイ / 薄膜 / メニスカス法 / 太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
粒径5nmの銀およびインジウムの複合金属硫化物AgInS2または硫化鉛PbSからなるコロイダル量子ドットが分散した試料を対流沈着塗布法により成膜すると、緻密な薄膜が得られ、太陽電池を構成する他の材料との適切な接合と円滑な電荷輸送が実現し、光電変換特性の向上を前年度に確認した。今年度は、この対流沈着塗布法をバルクヘテロ接合の有機薄膜太陽電池に適用したところ、薄膜内での配向の揃った導電性ポリマーの面内ラメラパッキングが優先的となり、フラーレンとの適度なミクロ相分離も起こることで光電流発生効率の増大と電流密度の増大を確認した。一方、量子収率の増大に関して、AgInS2量子ドットやPbS量子ドットに代わる材料として、種々のアスペクト比のコア/シェル構造CdSe/CdSナノロッドや、種々の金属ハライドペロブスカイトCsPbBr3キューブ状ナノ構造体を前年度から継続して作製し、それらの吸収波長と発光波長を測定し、太陽電池を構成する他の成分と対比しながら光電流発生効率が最大となる吸収波長領域とのマッチングを現在も検討している。また、硫化アンチモンSb2S3も継続して検討し、硫化ナトリウムあるいはチオアセトアミド、C7H8CSSKを用いて純水およびエチレングリコール中でSolvothermal法によりSb2S3ナノロッドを作製した。ポリ（3-ヘキシルチオフェン）と組み合わせた太陽電池を作り、変換効率を評価すると、Sb2S3ナノロッドがないときと比較してSb2S3ナノロッドと導電性ポリマーとの接触面積が増大したことと、作製した層の粗さが改善されたことにより、その発電効率が3.5倍上昇した。さらに、太陽電池用電子輸送層材料として、塩化チタンを用いた低温法による酸化チタン緻密層の作製と、ニオブドープを行ったところ、未ドープ試料と対比して、電荷密度が2.3倍増大し、1.8倍の伝導性向上を確認した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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