Breat figure based additive manufacturing of single-walled carbon nanotubes for innovative solar cells

基于图的增材制造用于创新太阳能电池的单壁碳纳米管

基本信息

  • 批准号:
    15K17983
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.16万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2015-04-01 至 2016-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project targets at high-efficiency of organic and perovskite solar cells, and at the same time investigate the underlying mechanisms of fluid-nanomaterials interaction. The research achievement is summarized as follows:1 We have proposed a new architecture for organic solar cell which employs molybdenum oxide-SWNT nanocomposite layer as transparent electron blocking electrode. The low-lying work function of molybdenum oxide served as p-type dopant for SWNTs, which results in a three-fold decrease in the sheet resistance of SWNTs. The doping effect of molybdenum oxide was confirmed by UV-vis-NIR absorption spectroscopy and photoelectron yield spectroscopy. The SWNT organic solar cell in this work showed a power conversion efficiency of 6.04%. Flexible application shows 3.91% efficiency and is capable of withstanding a severe cyclic flex test. The research results were published in Journal of the American Chemical Society.2 We further investigated the breath-figure interaction between fluid and SWNTs by modulating the diameters of SWNTs. We have proposed a new catalyst design paradigm which utilizes the anchoring effect between Co and Cu. The diameter of SWNTs was reduced from 2 nm to 0.75 nm, with the Raman G/D ratio kept over 30. The result has been submitted to Nanoscale (now under review) presented in several conferences as invited speech (see 学会発表).The fluid-nanomaterial interaction and additive manufacturing of SWNT architecture will be continued at MIT under the support of MIT-UTokyo International Science and Technology Initiative.
本项目以有机和钙钛矿太阳能电池的高效率为目标,同时研究流体-纳米材料相互作用的潜在机制。主要研究成果如下:1提出了一种新型的有机太阳能电池结构,该结构采用氧化钼-碳纳米管纳米复合层作为透明电子阻挡电极。氧化钼的低位功函数作为单壁碳纳米管的p型掺杂剂,使单壁碳纳米管的方阻降低了三倍。通过UV-VIS-NIR吸收光谱和光电子产额谱证实了氧化钼的掺杂效应。本文所研究的单壁碳纳米管有机太阳能电池的功率转换效率为6.04%。灵活的应用显示3.91%的效率,并能够承受严重的循环弯曲测试。研究结果发表在《美国化学学会杂志》上。2我们通过调节单壁碳纳米管的直径,进一步研究了流体与单壁碳纳米管之间的呼吸-图形相互作用。我们提出了一种利用钴和铜之间的锚定效应来设计催化剂的新范式。单壁碳纳米管的直径从2 nm减小到0.75 nm,拉曼G/D比保持在30以上。这一成果已作为特邀演讲(见学会発表)提交给纳米尺度(目前正在审查中)的几个会议。在麻省理工学院-东京大学国际科学技术倡议的支持下,单壁纳米管结构的流体-纳米材料相互作用和添加剂制造将在麻省理工学院继续进行。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Alcohol Catalytic CVD Growth of Randomly-Oriented and Vertical-Aligned Single-Walled Carbon Nanotubes with Sub-nanometer Diameter
醇催化CVD生长亚纳米直径随机取向垂直排列单壁碳纳米管
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kehang Cui;Hua An;Bo Hou;Hiroki Takezaki;Ryo Yoshikawa;Shinnosuke Ohyama;Rong Xiang;Shohei Chiashi;Shigeo Maruyama
  • 通讯作者:
    Shigeo Maruyama
Single-Walled Carbon Nanotubes and Graphene As Highly Efficient Hole Collecting and Transport Layer for Solar Cells
单壁碳纳米管和石墨烯作为太阳能电池的高效空穴收集和传输层
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Maruyama;K. Cui;T. Chiba;I. Jeon;X. Chen;R. Xiang;S. Chiashi;Y. Matsuo
  • 通讯作者:
    Y. Matsuo
Application of diameter-tunable single-walled carbon nanotubes to CNT-silicon solar cells
直径可调单壁碳纳米管在碳纳米管硅太阳能电池中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yang Qian;Kehang Cui;Rong Xiang;Shohei Chiashi;Shigeo Maruyama
  • 通讯作者:
    Shigeo Maruyama
Single-Walled Carbon Nanotubes and Graphene as Hole Transport Layer and Electrode for Solar Cells
单壁碳纳米管和石墨烯作为太阳能电池的空穴传输层和电极
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Maruyama;K. Cui;T. Chiba;I. Jeon;X. Chen;R. Xiang;S. Chiashi;E. I. Kauppinen;Y. Matsuo
  • 通讯作者:
    Y. Matsuo
In-plane TEM investigation on mono- and bi- metallic catalyst for growth of single walled carbon nanotubes
单壁碳纳米管生长的单金属和双金属催化剂的面内 TEM 研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Rong Xiang;Akihito Kumamoto;Kehang Cui;Hua An;Yang Qian;Taiki Inoue;Shohei Chiashi;Yuichi Ikuhara;Shigeo Maruyama
  • 通讯作者:
    Shigeo Maruyama
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崔 可航其他文献

CVD growth control and solar cell application of single-walled carbon nanotubes
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    崔 可航
  • 通讯作者:
    崔 可航

崔 可航的其他文献

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