Review
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【特集】ペロブスカイト太陽電池の新たなる展開
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特集にあたって
Introduction
早瀬修二 (九州工業大学)
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ペロブスカイト太陽電池研究開発の現状
Perovskite Solar Cells―Present and Future―
早瀬修二 (九州工業大学)
ペロブスカイト太陽電池の概要を紹介する。作製方法, 太陽電池セル構成, 動作機構を述べた後, 塗布という簡単な作製方法にもかかわらず高効率を達成している理由を現在わかっている範囲内で解説する。また最大の研究課題の一つであるPbフリー化について, われわれの研究の結果を含めて報告する。最後に電圧ロスからペロブスカイトが達成しうる最高効率を予測する。
【目次】
1. はじめに
2. ペロブスカイト太陽電池の構造
3. 発電メカニズム
4. ペロブスカイト層の作製
5. 高効率化と界面構築
6. 赤外光電変換およびPbフリー化
7. プリンタブル太陽電池のペロブスカイトの利点と効率の予測
8. おわりに
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フェムト秒顕微過渡吸収測定装置によるペロブスカイト型太陽電池の不均一電子移動反応
Inhomogeneous Electron Transfer Reaction in Lead Iodide Perovskite-based Solar Cell as Revealed by Femtosecond Transient Absorption Microscopy
片山哲郎 (関西学院大学)
宮坂博 (大阪大学)
近年注目されているペロブスカイト型太陽電池は, 結晶粒界の不均一が大きな系である。まず, この不均一性の光電変換効率への影響に関する紹介を行い, この不均一系で生じている光電変換素過程を理解可能とするフェムト秒顕微過渡吸収測定手法を用いて, ペロブスカイト太陽電池の電子移動反応ダイナミクスを観測した結果について述べていく。
【目次】
1. はじめに
2. 顕微鏡下の測定装置
3. 顕微過渡吸収測定
4. 考察
5. おわりに
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塗布法によるペロブスカイト太陽電池の作製
Fabrication of Perovskite Solar Cells by Solution Method
若宮淳志 (京都大学)
ペロブスカイト太陽電池では, まずは, 高効率特性を示すセルをいかに再現性良く作製する手法を確立するかが重要である。これに基づいて, 発電メカニズムの解明やデバイス構造や新材料の開発を進めることにより, さらなる光電変換効率の向上が可能となる。本稿では, 二段階溶液法を用いたペロブスカイト太陽電池の作製法について, 材料の高純度化と作製過程で生成しうる中間体の構造解析という視点から, 筆者らが見いだした, 安定して高効率セルを作製するためのいくつかのポイントを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ペロブスカイトの基本的な素子構造と作製方法
3. 再現性良く高効率セルを作製するためのポイント
4. ペロブスカイト材料の基礎特性と発電メカニズムの解明
5. おわりに
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ペロブスカイト太陽電池の電荷分離・再結合ダイナミックスと光電変換特性向上のメカニズム
Charge Separation,Recombination and the Mechanism of Improvement in Photovoltaic Properties in Perovskite Solar Cells
沈青 (電通通信大学)
尾込裕平 (九州工業大学)
豊田太郎 (電通通信大学)
吉野賢二 (宮崎大学)
早瀬修二 (九州工業大学)
ハロゲン化Pbペロブスカイト太陽電池の光励起キャリアの緩和過程, 電子と正孔の移動, 各界面における電荷再結合ダイナミクスおよびこれらと光電変換特性との関連について紹介した。特に界面パッシベーションによる電荷分離と電荷再結合の変化および光電変換特性への影響について検討した。
【目次】
1. はじめに
2. 実験
2.1 試料の作製
2.2 過渡吸収(TA)法による電荷分離・再結合ダイナミクスの測定
3. 結果と考察
4. おわりに
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ペロブスカイト太陽電池の電荷キャリア移動度と輸送過程
Charge Carrier Mobility and Transport Process in Perovskite Solar Cell
佐伯昭紀 (大阪大学)
有機無機ハイブリッド・ペロブスカイト太陽電池の性能向上に向けた研究開発とともに, その光電気物性の解明をめざした基礎研究が活発に進められている。本稿では筆者らが行った時間分解マイクロ波伝導度法による電荷キャリアダイナミクスの研究について, 特に局所電荷キャリア移動度と電荷再結合の観点から有機薄膜太陽電池材料との比較を交えて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ギガヘルツ周波数変調複素光伝導度評価法の開発と酸化チタンナノ粒子の電子状態
3. ペロブスカイト膜中の電荷キャリア移動度
4. 結晶サイズと9GHz電荷キャリア移動度の関係
5. 電荷再結合ダイナミクス
6. 周波数変調電荷キャリア移動度と電荷輸送メカニズム
7. おわりに
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真空蒸着法で作製したペロブスカイト太陽電池における作製過程中の大気暴露の影響
Degradation Mechanism for Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells using Vacuum Evaporated Method
山本晃平 (金沢大学)
當摩哲也 (金沢大学)
本稿では真空蒸着法を用いて作製したペロブスカイト太陽電池の大気暴露による劣化原因について調査した結果を紹介する。まず, 素子作製過程中において大気暴露した際の太陽電池性能への影響について示し, ペロブスカイト膜を(H2O+N2)条件下またはO2条件下に置くことにより, 大気中の水分あるいは酸素のどちらが起因して劣化するかを議論した。
【目次】
1. はじめに
2. ペロブスカイト膜のさまざまな作製手法
3. PSCs作製過程中の劣化
4. 大気中での劣化原因について
5. おわりに
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無機-有機ナノワイヤペロブスカイトにおける界面電荷移動吸収と光伝導特性
Interfacial Charge-Transfer Absorption and Photoconductivity in Organic-Inorganic Nanowire Perovskite
藤沢潤一 (群馬大学)
界面電荷移動遷移は, 物質由来の吸収端よりも長波長領域での光捕集と, エネルギー損失を伴わない電荷分離を可能にする特異な電子遷移であり, これらの特徴から光エネルギー変換への応用が期待される。本稿では, 無機-有機複合ナノワイヤペロブスカイトにおける界面電荷移動吸収と光電気伝導特性について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 界面電荷移動遷移を示す無機-有機複合物質の設計指針
3. 無機-有機複合ヨウ化鉛ナノワイヤペロブスカイト
4. メチルビオロゲンヨウ化鉛の光吸収特性と電子構造
5. メチルビオロゲンヨウ化鉛の光電気伝導度特性と光キャリアの特性
6. おわりに
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スクリーン印刷の最新の動向と感光性樹脂
The Most Advanced Technological Trend of Screen Printing and the Photopolymers
安達大作 ((株)ムラカミ)
川延淳一 ((株)ムラカミ)
近年のスクリーン印刷はエレクトロニクス業界の進歩とともに急速に技術開発が進み, 部品の小型化・高集積化の一翼を担ってきた。スクリーン印刷で微細配線を印刷する上で最重要となってくるのは印刷版であるが, 本稿ではこれに使われる感光性樹脂および製版技術の最新の動向を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. スクリーン刷版用感光乳剤
3. 高解像性感光乳剤
4. 直間法フィルム
5. スクリーンメッシュ
5.1 ブラック・スクリーン加工
5.2 ウルトラ・カレンダー加工
5.3 ブラスト加工
6. 製版工程
6.1 コンビネーションマスク
6.2 RT(Roller Treatment)加工
6.3 TU表面加工
6.4 FT加工
7. 太陽電池とスクリーン印刷の関わり
8. おわりに
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ソフトマテリアルの光配向と光パターニングの国際会議(PhoSM)
International Conference on Photoalignment and Photopatterning in Soft Materials
関隆広 (名古屋大学)
2014年11月29日〜12月2日の日程で, 第1回のソフトマテリアルの光配向と光パターニングの国際会議が香港科技大学にて開催された。光応答高分子材料や液晶材料に関しては活発な研究が世界中で進められているが, こうした切り口の国際会議は初めての開催といえる。会議の概要, 特徴, 今後の展望について紹介する。
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[ケミカルプロフィル]
エチレンカーボネート(Ethylene carbonate)
ベンジル(Benzil)
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[ニュースダイジェスト]
・海外編
・国内編
【特集】ペロブスカイト太陽電池の新たなる展開
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特集にあたって
Introduction
早瀬修二 (九州工業大学)
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ペロブスカイト太陽電池研究開発の現状
Perovskite Solar Cells―Present and Future―
早瀬修二 (九州工業大学)
ペロブスカイト太陽電池の概要を紹介する。作製方法, 太陽電池セル構成, 動作機構を述べた後, 塗布という簡単な作製方法にもかかわらず高効率を達成している理由を現在わかっている範囲内で解説する。また最大の研究課題の一つであるPbフリー化について, われわれの研究の結果を含めて報告する。最後に電圧ロスからペロブスカイトが達成しうる最高効率を予測する。
【目次】
1. はじめに
2. ペロブスカイト太陽電池の構造
3. 発電メカニズム
4. ペロブスカイト層の作製
5. 高効率化と界面構築
6. 赤外光電変換およびPbフリー化
7. プリンタブル太陽電池のペロブスカイトの利点と効率の予測
8. おわりに
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フェムト秒顕微過渡吸収測定装置によるペロブスカイト型太陽電池の不均一電子移動反応
Inhomogeneous Electron Transfer Reaction in Lead Iodide Perovskite-based Solar Cell as Revealed by Femtosecond Transient Absorption Microscopy
片山哲郎 (関西学院大学)
宮坂博 (大阪大学)
近年注目されているペロブスカイト型太陽電池は, 結晶粒界の不均一が大きな系である。まず, この不均一性の光電変換効率への影響に関する紹介を行い, この不均一系で生じている光電変換素過程を理解可能とするフェムト秒顕微過渡吸収測定手法を用いて, ペロブスカイト太陽電池の電子移動反応ダイナミクスを観測した結果について述べていく。
【目次】
1. はじめに
2. 顕微鏡下の測定装置
3. 顕微過渡吸収測定
4. 考察
5. おわりに
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塗布法によるペロブスカイト太陽電池の作製
Fabrication of Perovskite Solar Cells by Solution Method
若宮淳志 (京都大学)
ペロブスカイト太陽電池では, まずは, 高効率特性を示すセルをいかに再現性良く作製する手法を確立するかが重要である。これに基づいて, 発電メカニズムの解明やデバイス構造や新材料の開発を進めることにより, さらなる光電変換効率の向上が可能となる。本稿では, 二段階溶液法を用いたペロブスカイト太陽電池の作製法について, 材料の高純度化と作製過程で生成しうる中間体の構造解析という視点から, 筆者らが見いだした, 安定して高効率セルを作製するためのいくつかのポイントを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ペロブスカイトの基本的な素子構造と作製方法
3. 再現性良く高効率セルを作製するためのポイント
4. ペロブスカイト材料の基礎特性と発電メカニズムの解明
5. おわりに
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ペロブスカイト太陽電池の電荷分離・再結合ダイナミックスと光電変換特性向上のメカニズム
Charge Separation,Recombination and the Mechanism of Improvement in Photovoltaic Properties in Perovskite Solar Cells
沈青 (電通通信大学)
尾込裕平 (九州工業大学)
豊田太郎 (電通通信大学)
吉野賢二 (宮崎大学)
早瀬修二 (九州工業大学)
ハロゲン化Pbペロブスカイト太陽電池の光励起キャリアの緩和過程, 電子と正孔の移動, 各界面における電荷再結合ダイナミクスおよびこれらと光電変換特性との関連について紹介した。特に界面パッシベーションによる電荷分離と電荷再結合の変化および光電変換特性への影響について検討した。
【目次】
1. はじめに
2. 実験
2.1 試料の作製
2.2 過渡吸収(TA)法による電荷分離・再結合ダイナミクスの測定
3. 結果と考察
4. おわりに
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ペロブスカイト太陽電池の電荷キャリア移動度と輸送過程
Charge Carrier Mobility and Transport Process in Perovskite Solar Cell
佐伯昭紀 (大阪大学)
有機無機ハイブリッド・ペロブスカイト太陽電池の性能向上に向けた研究開発とともに, その光電気物性の解明をめざした基礎研究が活発に進められている。本稿では筆者らが行った時間分解マイクロ波伝導度法による電荷キャリアダイナミクスの研究について, 特に局所電荷キャリア移動度と電荷再結合の観点から有機薄膜太陽電池材料との比較を交えて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ギガヘルツ周波数変調複素光伝導度評価法の開発と酸化チタンナノ粒子の電子状態
3. ペロブスカイト膜中の電荷キャリア移動度
4. 結晶サイズと9GHz電荷キャリア移動度の関係
5. 電荷再結合ダイナミクス
6. 周波数変調電荷キャリア移動度と電荷輸送メカニズム
7. おわりに
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真空蒸着法で作製したペロブスカイト太陽電池における作製過程中の大気暴露の影響
Degradation Mechanism for Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells using Vacuum Evaporated Method
山本晃平 (金沢大学)
當摩哲也 (金沢大学)
本稿では真空蒸着法を用いて作製したペロブスカイト太陽電池の大気暴露による劣化原因について調査した結果を紹介する。まず, 素子作製過程中において大気暴露した際の太陽電池性能への影響について示し, ペロブスカイト膜を(H2O+N2)条件下またはO2条件下に置くことにより, 大気中の水分あるいは酸素のどちらが起因して劣化するかを議論した。
【目次】
1. はじめに
2. ペロブスカイト膜のさまざまな作製手法
3. PSCs作製過程中の劣化
4. 大気中での劣化原因について
5. おわりに
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無機-有機ナノワイヤペロブスカイトにおける界面電荷移動吸収と光伝導特性
Interfacial Charge-Transfer Absorption and Photoconductivity in Organic-Inorganic Nanowire Perovskite
藤沢潤一 (群馬大学)
界面電荷移動遷移は, 物質由来の吸収端よりも長波長領域での光捕集と, エネルギー損失を伴わない電荷分離を可能にする特異な電子遷移であり, これらの特徴から光エネルギー変換への応用が期待される。本稿では, 無機-有機複合ナノワイヤペロブスカイトにおける界面電荷移動吸収と光電気伝導特性について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 界面電荷移動遷移を示す無機-有機複合物質の設計指針
3. 無機-有機複合ヨウ化鉛ナノワイヤペロブスカイト
4. メチルビオロゲンヨウ化鉛の光吸収特性と電子構造
5. メチルビオロゲンヨウ化鉛の光電気伝導度特性と光キャリアの特性
6. おわりに
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スクリーン印刷の最新の動向と感光性樹脂
The Most Advanced Technological Trend of Screen Printing and the Photopolymers
安達大作 ((株)ムラカミ)
川延淳一 ((株)ムラカミ)
近年のスクリーン印刷はエレクトロニクス業界の進歩とともに急速に技術開発が進み, 部品の小型化・高集積化の一翼を担ってきた。スクリーン印刷で微細配線を印刷する上で最重要となってくるのは印刷版であるが, 本稿ではこれに使われる感光性樹脂および製版技術の最新の動向を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. スクリーン刷版用感光乳剤
3. 高解像性感光乳剤
4. 直間法フィルム
5. スクリーンメッシュ
5.1 ブラック・スクリーン加工
5.2 ウルトラ・カレンダー加工
5.3 ブラスト加工
6. 製版工程
6.1 コンビネーションマスク
6.2 RT(Roller Treatment)加工
6.3 TU表面加工
6.4 FT加工
7. 太陽電池とスクリーン印刷の関わり
8. おわりに
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ソフトマテリアルの光配向と光パターニングの国際会議(PhoSM)
International Conference on Photoalignment and Photopatterning in Soft Materials
関隆広 (名古屋大学)
2014年11月29日〜12月2日の日程で, 第1回のソフトマテリアルの光配向と光パターニングの国際会議が香港科技大学にて開催された。光応答高分子材料や液晶材料に関しては活発な研究が世界中で進められているが, こうした切り口の国際会議は初めての開催といえる。会議の概要, 特徴, 今後の展望について紹介する。
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[ケミカルプロフィル]
エチレンカーボネート(Ethylene carbonate)
ベンジル(Benzil)
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[ニュースダイジェスト]
・海外編
・国内編
