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エネルギー・電池
材料・測定・分析・合成
( Z103 )

ぺロブスカイト薄膜太陽電池の開発と最新技術

ぺロブスカイト薄膜太陽電池の開発と最新技術

【編集】
宮坂力(桐蔭横浜大学) 瀬川浩司(東京大学)

  • NEW
発刊日
2014年12月20日
体裁
B5判 並製本 216頁
ISBN
978-4-907837-25-9
Cコード
価格(税込)
58,320
( STbook会員価格(税込)STbook会員価格
58,320 円)

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冊数:
PDFパンフレット(Z103 書籍「ぺロブスカイト薄膜太陽電池の開発と最新技術」)

著者リスト


宮坂 力 / 桐蔭横浜大学
中崎 城太郎 / 東京大学
瀬川 浩司 / 東京大学
江良 正直 / 佐賀大学
近藤 高志 / 東京大学
竹岡 裕子 / 上智大学
江馬 一弘 / 上智大学
若宮 淳志 / 京都大学
山田 泰裕 / 京都大学
金光 義彦 / 京都大学
野々村 一輝 / 東京大学
堀内 保 / (株)リコー
川村 怜 / (株)リコー
八代 徹 / (株)リコー
田中 裕二 / (株)リコー
韓礼元 / NIMS
Nam-Gyu Park / SKKU
早瀬 修二 / 九州工業大学
伊藤 省吾 / 兵庫県立大学
石井 あゆみ / 青山学院大学
木下 卓巳 / 東京大学
斎藤 英純 / KAST
高木 克彦 / KAST

趣旨


■日本発の技術として世界が注目
■非真空の溶液塗布法によって安価に製膜できるというメリットが産業界の関心の的
■化合物半導体に近いセル特性、高電圧をひきだせる


発刊にあたって

 有機無機ハイブリッド化から生まれたペロブスカイト薄膜太陽電池が全く新しい太陽電池として注目をされています。「塗布で作れる」「セルを固体薄膜化」「化合物半導体に近いセル特性」「高電圧を引き出せる」「耐久性の向上と長寿命化が期待できる」などの諸特徴をもち、世界で変換効率向上競争が急速に展開されています。
 本書では、材料開発・電池設計などについて第一線でご活躍の研究者の方にご執筆いただいております。

目次


第1編ペロブスカイト太陽電池の研究開発動向

第1章 有機無機ペロブスカイト太陽電池の特徴と高効率化
1. 色素増感から生まれた有機無機ペロブスカイト太陽電池
2. 全固体有機無機ペロブスカイト太陽電池の登場
3. 数μmにおよぶ電荷移動距離:励起子機構とバンド電導機構
4. 高い電圧に支えられた高効率化開発
5. 実用化へ向けて

第2章 ペロブスカイト型太陽電池の最新研究開発動向
1. はじめに―日本の太陽光発電の現状
2. 有機系太陽電池の新展開―「ペロブスカイト太陽電池」の登場
3. 有機系太陽電池材料としての有機金属ハライドペロブスカイト
4. ペロブスカイト太陽電池に対する初期のアプローチ
5. 有機金属ハライドペロブスカイト太陽電池の本質
6. 有機金属ハライドペロブスカイト太陽電池の展開
7. ペロブスカイト太陽電池のさらなる高効率化に向けて
8. おわりに

第2編ペロブスカイト太陽電池の材料技術

第1章 有機無機ペロブスカイトの作製法と光物性
1. はじめに
2. ハロゲン化鉛系層状ペロブスカイト化合物の作製法
 2-1.単結晶材料の作製
  (1)溶媒蒸発法
  (2)ゲル法
  (3)貧溶媒拡散法
 2-2.薄膜試料作製法
  (1)スピンコート法
  (2)ディッピング法
  (3)二元共蒸着法
  (4)二段階蒸着法
  (5)Langmuir-Blodgett(LB)法
3. ハロゲン化鉛系層状ペロブスカイトの自己組織性を用いた有機無機ナノハイブリッドの作製及びその光電子物性

第2章 ハロゲン化鉛ペロブスカイト型半導体の基礎物性
1. はじめに
2. 結晶構造
3. 電子構造
4. キャリアの振るまい

第3章 有機無機ハイブリッドペロブスカイト材料の合成
1. はじめに
2. 二~三次元鉛系ペロブスカイト化合物の作製法
 2-1.スピンコート法
 2-2.真空蒸着法
 2-3.二段階浸漬法(Two-step dipping法)
 2-4.インタ―カレ―ション法(Self-intercalation法)
 2-5.セルフアッセンブリー法(Self-assembly法)
 2-6.Langmuir-Blodgett法(LB法)
3. 低次元系Pbペロブスカイト化合物の作製法
4. おわりに

第4章 有機無機ハイブリッドペロブスカイト材料の光学特性
1. はじめに
2. 有機無機ペロブスカイト量子井戸構造
3. 2次元構造の励起子
4. 有機層・無機層間のエネルギー移動

第5章 有機金属ハライドペロブスカイト材料のX線結晶構造解析
1. はじめに
2. ペロブスカイト型太陽電池の作製方法
3. 材料の純度が及ぼす影響
4. Pb錯体のX線結晶構造解析
5. 鉛ハライド型ペロブスカイトの光物性と発電メカニズム
6. 今後の展望

第6章 塩化メチルアンモニウムを用いたペロブスカイト太陽電池の作製方法と析出制御
1. はじめに
2. ペロブスカイト太陽電池の構造および典型的な作製方法
3. ペロブスカイト太陽電池の再現性
4. ペロブスカイト太陽電池の安定性向上に向けて
5. おわりに

第7章 ペロブスカイト型太陽電池の物性評価と有機電導材料の開発
1. 物性測定
2. デバイス作製条件検討
3. スプレー製膜の検討
4. 前処理検討
5. CH₃NH₃Iの塗布条件検討
6. spiro-OMeTAD塗布条件検討
7. 異種金属化合物混合検討
8. ホール輸送材料の検討

第3編ペロブスカイト太陽電池の高効率化に向けたセル作成技術

第1章 高効率ペロブスカイト太陽電池の構造設計
1. 有機無機ペロブスカイト太陽電池の高効率化
2. 塩素ドープ型ペロブスカイトを用いる太陽電池
3. 大気雰囲気下で作製する高効率ペロブスカイト太陽電池
4. 二段階製膜法による高効率ペロブスカイト太陽電池
5. 光電変換ヒステリシスに現れるペロブスカイトの強誘電性
6. 実用化への期待

第2章 塗布型ペロブスカイト型太陽電池のモフォロジー制御
1. まえがき
2. TiO₂ブロッキング層のモフォロジーの制御
3. ベロブスカイト層のモフォロジーの制御
4. おわりに

第3章 Advanced technologies of perovskite-based thin film solar cells
1. Historical background of organometal halide perovskite
2. Structure and opto-electronic properties of organometal halide perovskite
3. Technologies for high efficiency perovskite solar cells
 3-1.Size controlled growth of CH₃NH₃Pbl₃crystals
 3-2.Phase-transition-free HC(NH₂)₂Pbl₃
4. Hysteresis issue
5. Summary and outlook

第4章 近赤外域に光電変換能を有するペロブスカイト太陽電池
1. はじめに
2. Sn/Pbカクテルペロブスカイト太陽電池
3. Snペロブスカイト太陽電池(Pb free ペロブスカイト太陽電池)
4. 結論

第5章 無機ホール輸送技術を使用した鉛ハライドペロブスカイト型太陽電池の作製
1. はじめに
2. 序論
3. 実験
 3-1.酸化チタン電極の作製
 3-2.CH₃NH₃Pbl₃ペロブスカイト層の形成
4. 結果
 4-1.CH₃NH₃Pbl₃ペロブスカイト層構造に関する検討
 4-2.CH₃NH₃Pbl₃ペロブスカイト太陽電池の光電特性
5. 結論

第6章 ペロブスカイト型太陽電池における高電圧化の要素技術
1. キャリア輸送性有機材料の検討
2. 有機配位子による無機・有機半導体界面の制御
3. ハロゲン化鉛系ペロブスカイトを用いた全結晶ハイブリッド型太陽電池の開発と高電圧化

第7章 ペロブスカイト型太陽電池を用いたタンデムセルの作製
1. はじめに
2. 太陽光発電とタンデム型セル
3. ペロブスカイト型太陽電池を用いたタンデムセル
4. DSSCを用いたペロブスカイト型タンデムセル
5. その他の太陽電池を用いたペロブスカイト型タンデムセル
6. おわりに

第8章 有機系太陽電池、ハイブリッド型太陽電池の性能評価法
1. 有機系太陽電池の性能評価の実態
2. 基本的なI-V測定
3. DSC特有の問題
4. 測定時の温度管理
5. 遮光マスクによる発電面積の規定
6. 被測定セルの固定と余分な光の排除
7. DSCの性能評価法(案)
 7-1.DSC性能測定の項目
 7-2.測定の手順
8. 雰囲気制御が可能な試料固定台