2021 Fiscal Year Annual Research Report
Direction toward high-efficiency Sn perovskite solar cells analyzed by impedance
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19KK0143
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
早瀬 修二 電気通信大学, i－パワードエネルギー・システム研究センター, 特任教授 (80336099)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沈 青 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (50282926)
カマルディン ムハマドアクマル 電気通信大学, i－パワードエネルギー・システム研究センター, 特任研究員 (60853661)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2022-03-31
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| Keywords | ペロブスカイト / 太陽電池 / Sn / 鉛フリー / 高効率 / パッシベーション / 欠陥 / 有機ケイ素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鉛を含まないペロブスカイト太陽電池の高効率化が望まれている。
錫系ペロブスカイトがその最も期待される候補であるが効率が低いという問題点があった。錫系ペロブスカイト太陽電池の効率を向上するためには結晶欠陥に起因する電荷再結合サイト密度を低下させる必要がある。これまで我々はヨウ素イオン欠陥(undercordinated Sn ion)密度を低下させるために、エチレンジアミンによるパッシベーションが有効であることを示してきた。今回表面撥水性を有するハロゲン化ケイ素(Me3Si-Br)で表面をパッシベーションしたところ、耐久性、効率が向上することを見出した。効率は表面パッシベーション後に10.05%から12.22%に向上した。耐久性は未封止、窒素下で保存したところ、パッシベーション前には40日で30%の効率低下があったが、パッシベーション後は92日間で20%の低下に抑えることができた。ヨウ素イオン欠陥にBrイオンが配位しMe3Siグループが界面、粒界に吸着することにより、ヨウ素イオン欠陥密度を低下させるとともに、粒界を疎水性化し水分の侵入を防止していると推定された。
ハロゲン化有機ケイ素化合物による粒界パッシベーションは耐久性向上、効率向上に有効であることを実証した。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] “Enhanced efficiency and stability in Sn-based perovskite solar cells by trimethylsilyl halide surface passivation”2022
Author(s)
Zheng Zhang, Liang Wang, Ajay Kumar Baranwal, Shahrir Razey Sahamir, Gaurav Kapil, Yoshitaka Sanehira, Muhammad Akmal Kamarudin, Kohei Nishimura, Chao Ding, Dong Liu, Yusheng Li, Hua Li, Mengmeng Chen, Qing Shen, Teresa S. Ripollesb, Juan Bisquert, Shuzi Hayase.
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Journal Title
J. Energy Chem.
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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