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Efficiency and durability enhancement of solar cells using lead-free high dimensional halide perovskite materials

使用无铅高维卤化物钙钛矿材料提高太阳能电池的效率和耐用性

基本信息

批准号：
19H05636
负责人：
宮坂力
金额：
$ 126.38万
依托单位：
Toin University of Yokohama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-06-26 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

環境に無害な無鉛組成のペロブスカイト並びにペロブスカイト類似材料の三次元結晶を溶液晶析法と気相法(真空蒸着法）の2つの方法で成膜し、光物性と光電変換特性を調べる研究を進めた。溶液成膜法においては、Ag2BiI5多結晶膜を用いるセルの光電変換特性を改善して、出力電圧を約1V（Ag-Bi系としてはこれまで報告される最高値）まで高めることができた(論文出版)。素子作製においては、光学的に透明な厚み100nm程度の薄い発電層を使っても変換効率を屋内照明下で5％以上に高めることができ、このAg2BiI5素子については屋内用光発電へ応用する可能性が見えてきた。またイオウを組成に含む低バンドギャップ（約1.2eV）を特徴とするAgBiS2の薄膜も合成してセルを試作し光電変換特性を評価したが、出力電圧が0.5V以下と低くセル構造と作製条件の再検討を進めている。真空蒸着法においては、中心金属にスズ(Sn)2価を含むCsSnBr3を成膜した。素子作製ではPEDOT:PSSをホール輸送層、PCBMを電子輸送層に用いた逆構造セルを作製してその性能評価をおこなった。光電特性はまだ低いが、XPSによって表面のSnの酸化状態を調べた結果、ZnをドープしたCsZnxSnBr3の薄膜ではSn(II) の酸化が相当程度抑えられる効果がわかった。以上の研究を進める中で、実用化開発に向けて、本研究の無鉛ペロブスカイト太陽電池を産業化につなげたいと希望するメーカーとしてシチズン時計株式会社が研究協力に加わった。これまでの薄膜シリコン光発電素子を、上記のAg-Bi系材料に置き換えたソーラーウォッチを開発することを目標に、コストを含めた生産技術の検討に入った。

The environment is harmless and harmless. The properties of materials are similar to those of materials. Three-dimensional crystallization solution crystallization phase method (vacuum steaming method) is used to form films, photophysical properties and optical properties. The solution film forming method was used to improve the optical properties of the Ag2BiI5 polycrystalline film, and the output voltage was about 1V (the highest in the Ag-Bi system). In the light of the room, it is possible to use more than 5% of the light in the house under the indoor lighting, such as the light in the house, the light in the house. The equipment is composed of thin films containing low temperature (about 1.2eV) thin films of low temperature, high temperature, high temperature, low voltage, low temperature, low temperature, low temperature, Vacuum steaming method is used to form a film containing CsSnBr3 in the center of metal (Sn) 2. Suzi uses the reverse structure of the PEDOT:PSS transmission system and the PCBM electronic transmission system to improve the performance performance. Optical properties such as low temperature, Sn acidizing on the surface of XPS, CsZnxSnBr3 thin film, Sn (II) acidizing have a significant effect on the results. The above research is in progress, and in this study, we hope that the research co., ltd. will participate in the research and development of the project. The thin film is very sensitive to light, and the above Ag-Bi series materials are used to improve the quality of the raw materials.

项目成果

期刊论文数量（76）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ぺロブスカイト太陽電池の発見の背景と学際研究の推進

钙钛矿太阳能电池的发现背景及跨学科研究的推进

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
応用物理
影响因子：
0
作者：
Li Na;Dall’Agnese Chunxiang;Zhao Wenjie;Duan Shengnan;Chen Gang;Sasaki Shin-ichi;Tamiaki Hitoshi;Sanehira Yoshitaka;Miyasaka Tsutomu;Wang Xiao-Feng;宮坂　力
通讯作者：
宮坂　力

Degradation mechanism of halide perovskite crystals due to exposure to light and humidity

卤化物钙钛矿晶体因暴露于光和湿度而降解的机制