二次元フーリエ分光法による鉛ペロブスカイト太陽電池の電子状態とその動的特性の解明

使用二维傅里叶光谱阐明铅钙钛矿太阳能电池的电子态和动态特性

• 批准号: 21K03429
• 负责人: 小川 佳宏
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Joetsu University of Education
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03429/
• 关键词: 二次元フーリエ分光; 鉛ペロブスカイト; 太陽電池; 非線形分光

鉛ペロブスカイト太陽電池は、その優れたエネルギー変換効率から新しい太陽電池材料として期待されている。この材料に特有の長寿命のキャリアが存在できる理由として、ポーラロン効果とラシュバ効果が有力である。本研究では、我々が考案した光電流をプローブとした二次元フーリエ分光法を用いることで、鉛ペロブスカイト太陽電池のバンド端近傍の電子状態とその動的特性を解明する。二次元フーリエ分光法は、位相制御した光パルス列を用いることで、光の吸収過程と放射過程についての二次元スペクトルを得ることができる手法である。これにより、鉛ペロブスカイト太陽電池における長寿命キャリアの起源を明らかにする。本研究では典型的な鉛ペロブスカイト太陽電池としてMAPbBr_3単結晶を用いることとする。今年度は、初めに測定を行うための光源を準備した。Tiサファイアオシレーターにより発生させた1.5 eVのフェムト秒パルスをフォトニック結晶ファイバーに入射することで、スーパーコンティニウム(SC)光を発生させた。SC光を用いることでMAPbBr_3単結晶のバンド端（2.3 eV）で実験を行うことができる。SC光はチャープ量が大きくパルスの時間幅が非常に大きいことから、プリズムペアを用いてパルスの分散補償をすることで時間幅の圧縮を行った。次に、MAPbBr_3単結晶の二次元フーリエ分光測定を行った。ネストしたマッハツェンダー干渉計によりパルス列を作り、試料に照射することで発生する光電流を測定した。パルス列の時間間隔を走査することで二次元データを取得し、これをフーリエ変換することで二次元スペクトルを得た。試料は冷凍機を用いて冷却し、7 Kと160 Kで二次元スペクトルを得ることができた。バンド端近傍に励起子に由来すると考えられるピークを観測することができた。

The materials of the new battery are expected to meet the demand of the battery. Due to the unique characteristics of long-life materials, there are many reasons for the increase of strength and strength of materials. The purpose of this study is to analyze the characteristics of photovoltaic current, optical current, and so on. The two-dimensional spectroscopic method and the phase control method are used to determine the radiation process of the photoluminescence system. The source of the long life cycle of the electric power cell is known to be the same. In this study, the typical MAPbBr _ 3 crystal was used in the typical battery battery. This year, at the beginning of the year, the light source is ready to be tested. The Ti device is sensitive to 1.5 eV

项目成果

Variable immersion microscopy with a high numerical aperture

具有高数值孔径的可变浸没显微镜

• DOI: 10.1364/ol.416006
• 发表时间: 2021
• 期刊: Optics Letters
• 影响因子: 3.6
• 作者: Keita Ishida;Kanta Naruse;Yuta Mizouchi;Yoshihiro Ogawa;Michio Matsushita;Takeshi Shimi;Hiroshi Kimura;Satoru Fujiyoshi
• 通讯作者: Satoru Fujiyoshi

Spectral characterization of the Rashba spin-split band in a lead halide perovskite single crystal by photocurrent heterodyne interference spectroscopy

• DOI: 10.1103/physrevb.103.l081201
• 发表时间: 2021-02
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Y. Ogawa;H. Tahara;Nanako Igarashi;Y. Yamada;Y. Kanemitsu

光電流をプローブとしたGaAsのヘテロダイン干渉分光測定

使用光电流作为探针的 GaAs 外差干涉测量

• 发表时间: 2022
• 作者: 富塚太智;小川佳宏;田原弘量;金光義彦
• 通讯作者: 金光義彦