多極性有機化合物によるペロブスカイト太陽電池電荷輸送層の制御

使用多极有机化合物控制钙钛矿太阳能电池电荷传输层

• 批准号: 17F17702
• 负责人: 中村 栄一
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-10-13 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17702/
• 关键词: 一次元結晶生成; フラーレン金属錯体; 電子顕微鏡

本研究は，有機無機ハイブリッド太陽電池研究における基礎研究と応用研究を見据えて，低分子有機半導体分子の分子設計とその機能発現のナノレベルの解析を行う．中村研究室における有機薄膜太陽電池および電子顕微鏡によるナノ解析に関する知見を，プリンタブル太陽電池における界面物性制御化合物の設計・合成に結びつけるべく実施する．鉛ペロブスカイト太陽電池開発ではペロブスカイト型立方結晶成長の制御が最大の問題となっているが，これに関する研究は まだ殆ど進んでいない.特に光電変換層の成膜においては，急速すぎる結晶成長，それにともなう構造欠陥の多い膜形成，水分や溶媒による結晶の劣化防止などが必須であるが，これらに関してこれまで報告された知見はすべからく経験的である.　本年度はLungerich 博士がこれまで取り組んできた大型の平面型有機低分子の研究を展開して，基板上に単一金属原子をひとつひとつ置く手法を検討し，鉛，白金，パラジウム，ニッケルを持つ金属ポルフィリンをグラフェン上に置いて電子線照射を行うとそこから金属原子が飛び出して，グラフェンの上を動き回ることが分かった．さらに温度を変えながら動きを見てその移動を統計処理した．具体的には原子がどのようにして動き集合するかを原子分解能電子顕微鏡と結晶構造解析手法を併用して解明し，もってペロブスカイト結晶の形成原理を明らかにし，結晶成長の合理設計を実現する．

这项研究的重点是有机无机杂交太阳能电池的基本和应用研究，并对小分子有机半导体分子的分子设计进行纳米级分析及其功能表达。将使用有机薄膜太阳能电池和电子显微镜进行Nakamura实验室关于纳米分析的发现，以链接控制可打印太阳能电池中界面特性的化合物的设计和合成。控制钙钛矿型立方晶体生长是铅钙钛矿太阳能电池开发的最大问题，但对此几乎没有研究。特别是，当光电转换层的膜形成，快速晶体生长，具有许多结构缺陷的膜形成以及预防由于水分和溶剂而导致的晶体恶化时，至今都是必不可少的，但到目前为止，所有知识都是经验的。今年，Lungerich博士一直在研究迄今为止一直在研究的大型平面有机低分子，他研究了一种将单个金属原子放在基板上的方法。已经发现，当将带有铅，铂，钯和镍的金属卟啉放在石墨烯上并用电子束辐射时，金属原子从中弹出，然后在石墨烯上移动。此外，在改变温度时，对运动进行了监测，并在统计上处理了运动。具体而言，我们将通过使用原子分辨率电子显微镜和晶体结构分析技术来阐明原子如何移动和组装，并阐明钙钛矿晶体的形成原理，并实现晶体生长的合理设计。

项目成果

Dehydrative pi-Extension to Zig-Zag Nanographenes

锯齿状纳米石墨烯的脱水π延伸

• 发表时间: 2018
• 作者: Ganser Christian;Uchihashi Takayuki;北村雅人;板井啓明・高橋嘉夫・山田真也・関澤央輝・早川亮大・大井かなえ・須田博貴・竜野秀行・岡田信二・奥村拓馬・橋本直・一戸悠人・林 佑・今井悠喜・野田博文・神代 暁・宇留賀朋哉;桐生健斗・癸生川陽子・高橋嘉夫・武市泰男・若林大佑・大東琢治・近藤正志・伊藤元雄・兒玉 優・小林憲正;Dominik Lungerich
• 通讯作者: Dominik Lungerich

Fragments of Graphyrin

石墨蛋白片段

• 发表时间: 2019
• 作者: Shiba Tomoo;Inaoka Daniel Ken;Takahashi Gen;Tsuge Chiaki;Kido Yasutoshi;Young Luke;Ueda Satoshi;Balogun Emmanuel Oluwadare;Nara Takeshi;Honma Teruki;Tanaka Akiko;Inoue Masayuki;Saimoto Hiroyuki;Harada Shigeharu;Moore Anthony L.;Kita Kiyoshi;Suresh Panthee;長澤 真・田中雅人・宮地亜沙美・高橋嘉夫;Dominik Lungerich
• 通讯作者: Dominik Lungerich

Insights into graphen-porphyrin hybrid architectures

深入了解石墨烯-卟啉混合架构

• 发表时间: 2018
• 作者: 浜本洋;Panthee Suresh;Paudel Atmika;鈴木穣;関水和久;北村雅人;Christian Ganser;伊地知雄太・大野 剛・高橋嘉夫;Christian Ganser and Takayuki Uchihashi;Dominik Lungerich
• 通讯作者: Dominik Lungerich

Electron microscopy on single molecular events beyond visualization

电子显微镜观察超越可视化的单分子事件

• 发表时间: 2018
• 作者: Dominik Lungerich