High-efficient planar perovskite solar cells using all vapor phase process

采用全气相工艺的高效平面钙钛矿太阳能电池

• 批准号: 20K05408
• 负责人: 瀬戸 悟
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Ishikawa National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05408/
• 关键词: ペロブスカイト太陽電池; 気相法; パッシベーション; 太陽電池; ペロブスカイト; プレーナー型

今年度は前年度に引き続き、気相法で作製したペロブスカイト太陽電池に対するパッシベーション効果を検証する実験を実施した。その結果、PCBM膜のパッシベーション効果で開放電圧の上昇と太陽電池の耐久性の向上を確認できた。具体的には、p-i-n構造のペロブスカイト太陽電池を気相法で作製する際に光吸収層となるMAPbI3と電子輸送層となるC60の間にPCBM膜をスピンコート法で挿入してパッシベーション効果の有無を検証した。実験ではPCBM濃度を10～20mg/mLと変化させて実験し、太陽電池の特性を評価した。その結果、PCBM濃度が10mg/mLと15mg/mLでPCBMをスピンコートすると開放電圧が約0.08V上昇することが確認できた。この結果がパッシベーション効果によるものかを確認するためにフォトルミネッセンス(PL)測定を行った。その結果、PCBMのスピンコートによってPL発光強度の上昇およびPL発光ピークの高エネルギー側へのシフトを観測した。これは結晶欠陥による非輻射再結合欠陥の減少によるものである。一方、PCBM濃度が20mg/mLでは開放電圧の上昇は見られず、さらに短絡電流も減少した。これはPCBM膜が厚いために直列抵抗が高くなったために短絡電流が減少したものと考察した。その他にPCBMのパッシベーション効果として耐久性の向上も確認できた。これは結晶粒界に存在する結晶欠陥を介したMAPBI3の分解がパッソベーションによって減少したことによるものと考察した。さらにTOF法(Time-Off-Flight)がペロブスカイト太陽電池の評価に応用できることを確認した。尚、今年度のこれらの成果は応用物理学会、第2回太陽光発電学会、さらに11月13日～17日の日程で名古屋で開催された太陽光発電の国際会議(PBSEC-33)において発表した。

Our annual に lead before は き 続 き, で 気 phase method for し た ペ ロ ブ ス カ イ ト solar cell に す seaborne る パ ッ シ ベ ー シ ョ ン unseen fruit を 検 card す る be 験 を be applied し た. The results of そ <s:1>, the effect of PCBM film パッシベ パッシベ ショ ショ <e:1>, the effect of で open voltage <e:1>, the と solar cell <s:1> durability <e:1>, and the を confirm で た た た. Specific に は, p - I - n tectonic の ペ ロ ブ ス カ イ ト solar cell を で 気 phase method for system す る interstate に light absorbing 収 layer と な る MAPbI3 と electronic transport layer と な る between C60 の に PCBM membrane を ス ピ ン コ ー ト method で scions into し て パ ッ シ ベ ー シ ョ ン unseen fruit の presence of を 検 card し た. Experimental で を PCBM concentration を10-20mg/mLと variation させて experimental <e:1>, solar cell <s:1> characteristics を evaluation 価 た た た. そ の results, the concentration of the PCBM が 10 mg/mL と 15 mg/mL で PCBM を ス ピ ン コ ー ト す る と open electric 圧 が about 0.08 V す る こ と が confirm で き た. Results こ の が パ ッ シ ベ ー シ ョ ン unseen fruit に よ る も の か を confirm す る た め に フ ォ ト ル ミ ネ ッ セ ン ス line (PL) を っ た. そ の results, PCBM の ス ピ ン コ ー ト に よ っ て PL 発 light intensity の rise お よ び PL 発 light ピ ー ク の high エ ネ ル ギ ー side へ の シ フ ト を 観 measuring し た. <s:1> れ crystallization is deficient in 陥による non-radiative recombination is deficient in 陥 <s:1> reduction による <s:1> である である である. On one side, the PCBM concentration が20mg/mLで the open voltage <s:1> rises as seen in られず, さらに the short network current <e:1> decreases た. こ れ は PCBM thick film が い た め に array high resistance が く な っ た た め に short winding current が reduce し た も の と investigation し た. Youdaoplaceholder0 <s:1> he にPCBM パッシベ パッシベ ショ ショ <s:1> effect と て て durability <s:1> upward に confirmation で た た た た た こ れ は crystallization LiJie に exist す る crystallization owe 陥 を interface し た MAPBI3 の decomposition が パ ッ ソ ベ ー シ ョ ン に よ っ て reduce し た こ と に よ る も の と investigation し た. さ ら に TOF method (Time - Off - Flight) が ペ ロ ブ ス カ イ ト solar cell の review 価 に 応 with で き る こ と を confirm し た. Yet, our の こ れ ら の results は 応 with institute of physics, the 2 back to sunlight 発 electricity institute, さ ら に November 13 ~ 17 の schedule で Nagoya で open rush さ れ た sunlight 発 electric の international conference (PBSEC - 33) に お い て 発 table し た.

项目成果

Inverted planer perovskite solar cells fabricated by all vapor phase process

• DOI: 10.35848/1347-4065/abdad3
• 发表时间: 2020-09
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: S. Seto

逆型プレーナーペロブスカイト太陽電池の PCBM パッシベーション効果

倒置平面钙钛矿太阳能电池的PCBM钝化效应

• 发表时间: 2021
• 作者: 瀬戸 悟;平野 太陽;林 優輔;細川 圭太
• 通讯作者: 細川 圭太

ホットウォール法で作製したMAPbI3膜の熱処理効果

热壁法制备MAPbI3薄膜的热处理效果

• 发表时间: 2021
• 作者: 瀬戸 悟，前田真士;中西優斗;山田 悟;鈴木和彦
• 通讯作者: 鈴木和彦

逆型プレーナーペロブスカイト太陽電池のPCBMパッシベーション効果

倒置平面钙钛矿太阳能电池的PCBM钝化效应

• 发表时间: 2022
• 作者: 松本光央;澤山和貴;瀬戸 悟，平野 太陽，林 優輔，細川 圭太
• 通讯作者: 瀬戸 悟，平野 太陽，林 優輔，細川 圭太

p-i-nプレーナーペロブスカイト太陽電池のPCBMパッ シベーション

p-i-n平面钙钛矿太阳能电池的PCBM钝化

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuguchi Takashi;Izumino Yuya;Sasao Eiji;藤村 昴大，川原 秀夫，砂田 智裕（大島商船高専），山下 裕史（東北大学），中武 靖仁， 寺坂 宏一（慶應義塾大学），河原 寛，後藤 英親（三井造船特機エンジニアリング）;瀬戸 悟，平野 太陽，林 優輔，細川 圭太
• 通讯作者: 瀬戸 悟，平野 太陽，林 優輔，細川 圭太