Multi functionalization of organic-inorganic perovskite solar cells by graphene electrodes

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昨年度は、グラフェンの合成技術を推し進め、多層グラフェンを目的の位置に直接成長させる手法の開発に成功した。今年度は、グラフェンの太陽電池電極への応用可能性を探るため、陽極に多層グラフェンを用いた色素増感太陽電池の試作を行った。導電性ガラス基板上の酸化チタン膜に色素を担持した後、電解液を滴下し、多層グラフェン電極と重ね合わせ色素増感太陽電池を作製した。電流電圧特性および外部量子効率特性の結果から、性能は白金電極には劣るものの、色素の光吸収に起因する光電流が確認され、多層グラフェンを色素増感太陽電池の陽極として使用可能であることがわかった。ペロブスカイト太陽電池においては、大気中において塗布プロセスにより有機無機ペロブスカイト結晶を作製する方法を検討した。前駆体であるヨウ化鉛（PbI2）とヨウ化メチルアンモニウム（CH3NH3I）を溶かしたペロブスカイト前駆体の溶液を調整し、酸化チタン膜付導電性ガラスに塗布した後、ホットプレートでアニールした。作製した試料をX線回折（XRD）装置で測定した結果、XRDパターンには有機無機ペロブスカイト（CH3NH3PbI3）結晶に由来するピークが観察され、CH3NH3PbI3結晶の形成を確認することができた。以上のように、大気中でペロブスカイト結晶を作製する技術を確立した。しかしながら、新型コロナウイルスの世界的まん延により、研究開始当初から研究が遅れていたため、ペロブスカイト太陽電池の作製まで到達しなかった。補助事業期間延長申請を行い、承認を受けて令和5年度まで事業期間を期間延長することとなった。