Two-Dimensionally Expanded pi-Systems for High-Performance Tin Perovskite Solar Cells

用于高性能锡钙钛矿太阳能电池的二维展开 pi 系统

• 批准号: 21K14694
• 负责人: 中村 智也
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14694/
• 关键词: ペロブスカイト; 太陽電池; 単分子材料; 電子回収材料; ロダニン; 有機半導体; 界面化学

ペロブスカイト太陽電池は、塗布で作製可能な次世代太陽電池として注目を集めている。ペロブスカイト半導体から電子を取り出す電子回収層（n型半導体材料）には、酸化チタンや酸化スズなどの金属酸化物が一般的に用いられているが、低温プロセスによる成膜や素子の耐久性の観点から、有機電子回収材料の開発が求められている。近年、正孔回収層（p型半導体材料）として、有機単分子層を用いることで高い太陽電池特性と耐久性が得られることがわかってきている。そこで本研究では、単分子層で用いる有機電子回収材料の開発に取り組んだ。高い電子受容性をもつ骨格としてロダニンおよびチアゾリジンジオン骨格に着目し、これらをイサチン骨格と縮合させた化合物を標的化合物として合成を行った。これらの化合物の窒素原子上には、ITOなどの透明電極への吸着基として、ホスホン酸基あるいはカルボン酸基を導入した。電気化学測定から、合成した化合物はいずれもペロブスカイト半導体から電子を受け取ることのできる適切なLUMO準位をもつことがわかった。実際に、これらの化合物を単分子電子回収材料として用いてペロブスカイト太陽電池を作製したところ、10~13%程度の光電変換効率が得られ、いずれの場合も電子回収材料を用いなかった場合（7.9%）より高い特性を示すことがわかった。一方、さらなる素子特性の向上のためには、これらの化合物がどのような膜を形成しているのかを分析する必要がある。今後は被覆率や分子配向の評価を行いながら、成膜法の最適化を進める予定である。

Solar cells are coated and manufactured in the next generation. The electron recovery layer (n-type semiconductor material) is used for the oxidation of metal oxides, and the durability of film forming elements at low temperatures is required for the development of organic electron recovery materials. In recent years, the positive pore return layer (p-type semiconductor material) and organic monomer layer have been used for high solar cell characteristics and durability. In this paper, we study the development of organic electron recovery materials with single molecular layer. High electron receptivity, high electron receptivity. The compound is a transparent electrode with an adsorption group and an acid group. Electrochemical determination of compounds in the presence of semiconductors and appropriate LUMO levels In fact, the photoelectric conversion efficiency of these compounds is about 10 - 13% when they are used in solar cells. In addition, the photoelectric conversion efficiency is about 7.9% when they are used in solar cells. It is necessary to analyze the upward and downward characteristics of a compound. In the future, the evaluation of the coverage ratio and molecular orientation will be carried out, and the optimization of the film formation method will be carried out.

项目成果

二次元層状ハライドペロブスカイトの格子歪みが光学特性に及ぼす効果

晶格应变对二维层状卤化物钙钛矿光学性能的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 東村智佳;湯本郷;中村智也;原田布由樹;若宮淳志;廣理英基;金光義彦
• 通讯作者: 金光義彦

ペロブスカイト／結晶シリコン二端子タンデム型太陽電池に向けたワイドバンドギャップ－ペロブスカイト太陽電池開発

钙钛矿/晶硅两端串联宽禁带太阳能电池 - 钙钛矿太阳能电池开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Wentao Liu;Shuaifeng Hu;Minh Anh Truong;Tomoya Nakamura;Richard Murdey;Atsushi Wakamiya;伊藤 祥太郎;金子 竜二，嶋﨑 愛，大橋 昇，中村 智也， チョン ミンアン，Richard Murdey，若宮 淳志"
• 通讯作者: 金子 竜二，嶋﨑 愛，大橋 昇，中村 智也， チョン ミンアン，Richard Murdey，若宮 淳志"

BAr2で架橋したアザフルベン二量体を用いた近赤外吸収色素の開発

使用与 BAr2 交联的氮杂富烯二聚体开发近红外吸收染料

• 发表时间: 2021
• 作者: Yoshimura Aya;Henmi Keisuke;Handa Ayaka;Kagawa Kohei;Shirahata Takashi;Misaki Yohji;Tiancheng Tan・中野修一・Shuaifeng Hu・Minh Anh Truong・Richard Murdey・中村智也・若 宮淳志
• 通讯作者: Tiancheng Tan・中野修一・Shuaifeng Hu・Minh Anh Truong・Richard Murdey・中村智也・若 宮淳志

BAr2架橋5員環構造をもつアザフルベン化合物の合成と物性

BAr2桥联五元环结构氮杂富烯化合物的合成及物理性质

• 发表时间: 2022
• 作者: Masayoshi Miyazaki;Kiya Ogasawara;Masaaki Kitano;Hideo Hosono;テンセイ タン，シュアイフェン フ，ミンアン チョン，リチャード マーデイー，中村 智也，若宮 淳志
• 通讯作者: テンセイ タン，シュアイフェン フ，ミンアン チョン，リチャード マーデイー，中村 智也，若宮 淳志

Analysis of charge states and device degradation mechanisms in PEA-containing tin perovskite solar cells

含 PEA 的锡钙钛矿太阳能电池的电荷状态和器件退化机制分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Atsushi Sato;Seira Yamaguchi;Mayu Motohashi;Yihuang Wang;Tomoya Nakamura;Atsushi Wakamiya;Kazuhiro Marumoto
• 通讯作者: Kazuhiro Marumoto