SnからなるPbフリーペロブスカイト太陽電池の開発

研究課題

体系的番号	JPMJMI22E2
DOI	https://doi.org/10.52926/JPMJMI22E2
研究代表者	若宮淳志京都大学, 化学研究所, 教授
研究期間 (年度)	2022 – 2026 (予定)
概要	Sn系ペロブスカイト太陽電池の課題は、原料に用いるSn(II) 種が酸化されやすいため、不純物や格子欠陥に伴う電荷トラップが比較的多いという点であることが明らかになってきた。探索研究期間では、高品質な独自材料とその成膜技術の開発、ペロブスカイト半導体薄膜の表面修飾技術の開発などにより、Sn系ペロブスカイト太陽電池の高性能化に取り組み、世界を先導する成果をあげてきた。本格研究では、これまでの成果と知見に基づいて、元素複合化（アロイ化）を中心とした独自の材料開発を進め、高品質なペロブスカイト半導体薄膜の成膜技術とデバイス開発を究める。これにより、Sn系ペロブスカイト太陽電池の超高性能化（>20%効率の単層デバイス、>30%効率のタンデム型デバイス）と高耐久化（>20年）の達成を目指す。
研究領域	地球規模課題である低炭素社会の実現「「ゲームチェンジングテクノロジー」による低炭素社会の実現(本格研究)」

報告書

(4件)

主な研究成果
(33件)

すべて 2024

すべて雑誌論文 (33件) (国際共著 12件、査読あり 32件、オープンアクセス 29件)

[雑誌論文] Anhydrous N,N-Dimethyl-N,N-Dineopentylammonium Fluoride Electrolyte for Fluoride Ion Batteries2024
- 著者名
  Tiancheng Tan, Richard Murdey, Shunsuke Sumitomo, Tomoya Nakamura, Minh Anh Truong, Atsushi Wakamiya
- 雑誌名
  
  Chemistry of Materials
- DOI
  10.1021/acs.chemmater.4c00227
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Photoexcited Carrier Dynamics in Iodine-Doped CH3NH3PbBr3 Single Crystals2024
- 著者名
  Dong Liu, Chao Ding, Yao Guo, Hua Li, Yusheng Li, Dandan Wang, Yongge Yang, Yuyao Wei, Shikai Chen, Guozheng Shi, Taro Toyoda, Dong-Won Kang, Shuzi Hayase, Qing Shen
- 雑誌名
  
  The Journal of Physical Chemistry Letters
  
  巻: 15 号: 21 ページ: 5618-5624
- DOI
  10.1021/acs.jpclett.4c01182
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Restraining photocurrent loss of lead-free perovskite solar cells by regulating surficial hydroxyl of fluorine-doped tin oxide2024
- 著者名
  Jiaqi Liu, Huan Bi, Zheng Zhang, Yasuhiro Fujiwara, Yoshitaka Sanehira, Gaurav Kapil, Takeshi Kitamura, Shahrir Razey Sahamir, Ajay Kumar Baranwal, Liang Wang, Qing Shen, Shuzi Hayase
- 雑誌名
  
  ACS Appl. Energy Mater
  
  ページ: 4779-4785
- DOI
  10.1021/acsaem.4c00488
- 査読あり
[雑誌論文] Direct measurement of electron affinity of carbazole-based self-assembled monolayer used as hole-selective layer in high-efficiency perovskite solar cells2024
- 著者名
  Aruto Akatsuka, Makoto Miura, Gaurav Kapil, Shuzi Hayase, Hiroyuki Yoshida
- 雑誌名
  
  Applied Physics Letters
  
  巻: 124 号: 24
- DOI
  10.1063/5.0215268
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Effects of the Addition of Tin Powder to Perovskite Precursor Solutions on Band Bending at PEDOT:PSS/Perovskite Interfaces in Mixed-Cation Mixed-Halide Tin Perovskite Solar Cells2024
- 著者名
  Yihuang Wang, Seira Yamaguchi, Mayu Motohashi, Haru Kimata, Dong Xue, Xiangtao Zou, Akinori Saeki, Tomoya Nakamura, Atsushi Wakamiya and Kazuhiro Marumoto
- 雑誌名
  
  The Journal of Physical Chemistry Letters
  
  巻: 15 ページ: 6392-6397
- DOI
  10.1021/acs.jpclett.4c00797
- 査読あり
[雑誌論文] Uneven Strain Relaxation in Formamidinium Lead Triiodide (FAPbI3) Films upon Aging2024
- 著者名
  Sooeun Shin, Sang-Hyeok Yang, Seongrok Seo, Hyoungmin Park, Urasawadee Amornkitbamrung, Yongjae In, Canjie Wang, Tomoya Nakamura, Atsushi Wakamiya, Young-Min Kim, and Hyunjung Shin
- 雑誌名
  
  ACS Energy Lett.
  
  巻: 9 号: 7 ページ: 3618-3627
- DOI
  10.1021/acsenergylett.4c01233
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Combined Charge Extraction by Linearly Increasing Voltage and Time-Resolved Microwave Conductivity to Reveal the Dynamic Charge Carrier Mobilities in Thin-Film Organic Solar Cells2024
- 著者名
  Shaoxian Li, Ryosuke Nishikubo, Akinori Saeki
- 雑誌名
  
  ACS Omega
- DOI
  10.1021/acsomega.3c09977
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Sequential Deposition of Diluted Aqueous SnO2 Dispersion for Perovskite Solar Cells2024
- 著者名
  Mikhail Pylnev, Ryosuke Nishikubo, Fumitaka Ishiwari, Atsushi Wakamiya, Akinori Saeki
- 雑誌名
  
  Solar RRL
- DOI
  10.1002/solr.202400415
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Deciphering the Atomic-scale Structural Origin for Photoluminescence Quenching in Tin-Lead Alloyed Perovskite Nanocrystals2024
- 著者名
  Dandan Wang, Yusheng Li, Yongge Yang, Yao Guo, Huiyun Wei, Feng Liu, Chao Ding, Yuyao Wei, Dong Liu, Hua Li, Guozheng Shi, Shikai Chen, Hongshi Li, Akihito Fuchimoto, Jing Xia, Shuzi Hayase, and Qing Shen
- 雑誌名
  
  ACS Nano
  
  巻: 18 号: 30 ページ: 19528-19528
- DOI
  10.1021/acsnano.4c01674
- 査読あり / 国際共著
[雑誌論文] Tetrapodal Hole-Collecting Monolayer Materials Based on Saddle-Like Cyclooctatetraene Core for Inverted Perovskite Solar Cells2024
- 著者名
  Minh Anh Truong, Lucas Ueberricke, Tsukasa Funasaki, Yuta Adachi, Shota Hira, Shuaifeng Hu, Takumi Yamada, Naomu Sekiguchi, Tomoya Nakamura, Richard Murdey, Satoshi Iikubo, Yoshihiko Kanemitsu, Atsushi Wakamiya
- 雑誌名
  
  Angew. Chem., Int. Ed.
  
  巻: 63 号: 46
- DOI
  10.1002/anie.202412939
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Tetrapodal Hole‐Collecting Monolayer Materials Based on Saddle‐Like Cyclooctatetraene Core for Inverted Perovskite Solar Cells2024
- 著者名
  Minh Anh Truong, Lucas Ueberricke, Tsukasa Funasaki, Yuta Adachi, Shota Hira, Shuaifeng Hu, Takumi Yamada, Naomu Sekiguchi, Tomoya Nakamura, Richard Murdey, Satoshi Iikubo, Yoshihiko Kanemitsu, Atsushi Wakamiya
- 雑誌名
  
  Angewandte Chemie International Edition
- DOI
  10.1002/anie.202412939
- 査読あり / 国際共著
[雑誌論文] Enhancement of efficiency and stability for Tin halide perovskite solar cells by using improved doping method2024
- 著者名
  Zheng Zhang, Liang Wang, Huan Bi, Ajay Kumar Baranwal, Gaurav Kapil, Yoshitaka Sanehira, Jiaqi Liu, Dong Liu, Qing Shen, Shuzi Hayase
- 雑誌名
  
  Advanced Optical Materials. 2024. 12, 2300962
  
  巻: 12 ページ: 2300962
- DOI
  10.1002/adom.202300962
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Performance Boost by Dark Electro Treatment in MACl‐Added FAPbI3 Perovskite Solar Cells2024
- 著者名
  Mikhail Pylnev, Ryosuke Nishikubo, Fumitaka Ishiwari, Atsushi Wakamiya, Akinori Saeki
- 雑誌名
  
  Advanced Optical Materials
- DOI
  10.1002/adom.202401902
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Interfacial Charge Generation and Recombination in Organic and Perovskite Photovoltaics2024
- 著者名
  Hideo Ohkita
- 雑誌名
  
  Proc. SPIE, Physical Chemistry and Semiconductor Materials and Interfaces XXIII
  
  巻: 13127 ページ: 1312707
- DOI
  10.1117/12.3027232
- オープンアクセス
[雑誌論文] Microscopic analysis of low but stable perovskite solar cell device performance using electron spin resonance2024
- 著者名
  Xiangtao Zou, Takahiro Watanabe, Haru Kimata, Dong Xue, Ai Shimazaki, Minh Anh Truong, Atsushi Wakamiya, Kazuhiro Marumoto
- 雑誌名
  
  Communications Materials
  
  巻: 5 号: 1 ページ: 233
- DOI
  10.1038/s43246-024-00675-1
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Electrically switchable chiral nonlinear optics in an achiral ferroelectric 2D van der Waals halide perovskite2024
- 著者名
  Go Yumoto, Fuyuki Harata, Tomoya Nakamura, Atsushi Wakamiya, Yoshihiko Kanemitsu
- 雑誌名
  
  Sci. Adv.
- DOI
  10.1126/sciadv.adq5521
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Molecular models of PM6 for non-fullerene acceptor organic solar cells: How DAD and ADA structures impact charge separation and charge recombination2024
- 著者名
  Puttipong Pananusorn, Hikaru Sotome, Hiroki Uratani, Fumitaka Ishiwari, Khamphee Phomphrai, Akinori Saeki
- 雑誌名
  
  The Journal of Chemical Physics
- DOI
  10.1063/5.0227785
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Electronic coupling between perovskite nanocrystal and fullerene modulates hot carrier capture2024
- 著者名
  Yusheng Li, Junke Jiang, Dandan Wang, Dong Liu, Shota Yajima, Hua Li, Akihito Fuchimoto, Hongshi Li, Guozheng Shi, Shuzi Hayase, Shuxia Tao, Jiangjian Shi, Qingbo Meng, Chao Ding, Qing Shen
- 雑誌名
  
  Advanced Functional Materials
- DOI
  10.1002/adfm.202415735
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Enhanced Power Conversion Efficiency in Tin Halide Perovskite Solar Cells with Zinc Iodide Interlayers2024
- 著者名
  Chien-Yu Chen, Fuyuki Harata, Richard Murdey, Atsushi Wakamiya
- 雑誌名
  
  ACS Energy Lett.
  
  巻: 9 ページ: 6039-6046
- DOI
  10.1021/acsenergylett.4c02700
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Correlation between spin-dependent recombination centers and long-lived polarons generated in organic photovoltaic devices revealed by successive ESR and EDMR measurements2024
- 著者名
  Takayuki Suzuki, Kazuhiro Marumoto
- 雑誌名
  
  Applied Physics Letters
  
  巻: 125 ページ: 233902
- DOI
  10.1063/5.0234341
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Revealing the dynamic aspects of photoinduced halide segregation in mixed-halide Cs0.15FA0.85PbI2Br perovskite films using a hyperspectral imaging technique2024
- 著者名
  Yusuke Daikoku, Takumi Yamada, Ai Shimazaki, Tomoya Nakamura, Atsushi Wakamiya, Yoshihiko Kanemitsu
- 雑誌名
  
  J. Phys. Chem. Lett.
  
  巻: 15 号: 50 ページ: 12341-12347
- DOI
  10.1021/acs.jpclett.4c03077
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Steering perovskite precursor solutions for multijunction photovoltaics2024
- 著者名
  Shuaifeng Hu , Junke Wang , Pei Zhao , Jorge Pascual , Jianan Wang , Florine Rombach , Akash Dasgupta , Wentao Liu , Minh Truong , He Zhu , Manuel Kober-Czerny , James Drysdale , Joel Smith , Zhongcheng Yuan , Guus Aalbers , Nick Schipper , Jin Yao , Kyohei Nakano , Silver-Hamill Turren-Cruz , Andre Dallmann , Zonghao Liu , Nakita Noel , Keisuke Tajima , Wei Chen , Masahiro Ehara , Rene Janssen , Atsushi Wakamiya , M. Greyson Christoforo , James Ball , David McMeekin , Karl-Augustin Zaininger, Henry Snaith
- 雑誌名
  
  Nature
- DOI
  10.1038/s41586-024-08546-y
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Trivalent Metal Chloride Doping for Interfacial Passivation and Enhanced Charge Transfer in Wide Bandgap Perovskite Solar Cells2024
- 著者名
  Yieon Park, Ryosuke Nishikubo, Mikhail Pylnev, Ryoji Shimomura, Akinori Saeki
- 雑誌名
  
  ACS Applied Energy Materials
- DOI
  10.1021/acsaem.4c02157
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Single-isomer bis(pyrrolidino)fullerenes as electron-transporting materials for tin halide perovskite solar cells2024
- 著者名
  Tomoya Nakamura, Takabumi Nagai, Yuki Miyake, Takumi Yamada, Makoto Miura, Hiroyuki Yoshida, Yoshihiko Kanemitsu, Minh Anh Truong, Richard Murdey, Atsushi Wakamiya
- 雑誌名
  
  Chem. Sci.
  
  巻: 16 号: 5 ページ: 2265-2272
- DOI
  10.1039/D4SC07031C
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Energetic disorder dominates optical properties and recombination dynamics in tin-lead perovskite nanocrystals2024
- 著者名
  Dandan Wang, Yusheng Li, Yongge Yang, Chao Ding, Yuyao Wei, Dong Liu, Hua Li, Huan Bi, Shikai Chen, Sujun Ji, Boyu Zhang, Yao Guo, Huiyun Wei, Hongshi Li, Shuzi Hayase, Qing Shen
- 雑誌名
  
  eScience
  
  ページ: 100279
- DOI
  10.1016/j.esci.2024.100279
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Performance and stability analysis of all-perovskite tandem photovoltaics in light-driven electrochemical water splitting2024
- 著者名
  Junke Wang, Bruno Branco, Willemijn H. M. Remmerswaal, Shuaifeng Hu, Nick R. M. Schipper, Valerio Zardetto, Laura Bellini, Nicolas Daub, Martijn M. Wienk, Atsushi Wakamiya, Henry J. Snaith, Rene A. J. Janssen
- 雑誌名
  
  Nat. Commun.
  
  巻: 16 号: 1 ページ: 174
- DOI
  10.1038/s41467-024-55654-4
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Operando spin observation elucidating performance-improvement mechanisms during operation of Ruddlesden-Popper Sn-based perovskite solar cells2024
- 著者名
  Yizhou Chen, Seira Yamaguchi, Atsushi Sato, Dong Xue, Kazuhiro Marumoto
- 雑誌名
  
  npj flexible electronics
  
  巻: 9 ページ: 1-9
- DOI
  10.1038/s41528-024-00376-2
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Molecular Design of Hole-Collecting Materials for Co-Deposition Processed Perovskite Solar Cells: A Tripodal Triazatruxene Derivative with Carboxylic Acid Groups2024
- 著者名
  Minh Anh Truong, Tsukasa Funasaki, Yuta Adachi, Shota Hira, Tiancheng Tan, Aruto Akatsuka, Takumi Yamada, Yasuko Iwasaki, Yuko Matsushige, Ryuji Kaneko, Chizuru Asahara, Tomoya Nakamura, Richard Murdey, Hiroyuki Yoshida, Yoshihiko Kanemitsu, Atsushi Wakamiya
- 雑誌名
  
  J. Am. Chem. Soc.
  
  巻: 147 号: 3 ページ: 2797-2808
- DOI
  10.1021/jacs.4c15857
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Thiazolidinone-Based Electron-Collecting Monolayers for n-i-p Perovskite Solar Cells2024
- 著者名
  Yuki Miyake, Tomoya Nakamura, Minh Anh Truong, Richard Murdey, Atsushi Wakamiya
- 雑誌名
  
  Chem. Asian J.
  
  巻: 20 号: 6
- DOI
  10.1002/asia.202401344
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Squaric Acid-Containing Hole-Collecting Monolayer Materials for p-i-n Perovskite Solar Cells2024
- 著者名
  Shota Hira, Minh Anh Truong, Yuko Matsushige, Yasuko Iwasaki, Richard Murdey, Tomoya Nakamura, Takumi Yamada, Yoshihiko Kanemitsu, Atsushi Wakamiya
- 雑誌名
  
  ACS Appl. Mater. Interfaces
  
  巻: 17 号: 5 ページ: 8095-8106
- DOI
  10.1021/acsami.4c20970
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Impact of Spin-Coating Temperature on Morphology of Pb-Based Mixed Ion Perovskite Films and Their Solar Cell Performance2024
- 著者名
  Wakana Matsuda, Keishiro Goshima, Insub Noh, Hyung Do Kim, Ai Shimazaki, Richard Murdey, Michisato Toyoda, Atsushi Wakamiya, Hideo Ohkita, Shu Seki, Yasuhiro Tachibana
- 雑誌名
  
  ACS Applied Energy Mater
- DOI
  10.1021/acsaem.4c01543
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Mechanochemical pretreatment of tin iodide perovskite precursors: effects of grinding temperature and time on solar cell performance2024
- 著者名
  Tingting Liu, Sungwoon Cho, Ryosuke Nishikubo, Mikhail Pylnev, Fumitaka Ishiwari, Atsushi Wakamiya, Akinori Saeki
- 雑誌名
  
  EES Solar
- DOI
  10.1039/d4el00034j
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Design and synthesis of asymmetric anhydrous quaternary ammonium fluoride electrolytes for fluoride ion batteries2024
- 著者名
  Tiancheng Tan, Richard Murdey, Shunsuke Sumitomo, Atsushi Wakamiya
- 雑誌名
  
  Sustainable Energy&Fuels
- DOI
  10.1039/d4se01432d
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

SnからなるPbフリーペロブスカイト太陽電池の開発

研究代表者

若宮 淳志 京都大学, 化学研究所, 教授

報告書

主な研究成果

[雑誌論文] Anhydrous N,N-Dimethyl-N,N-Dineopentylammonium Fluoride Electrolyte for Fluoride Ion Batteries2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Photoexcited Carrier Dynamics in Iodine-Doped CH3NH3PbBr3 Single Crystals2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Restraining photocurrent loss of lead-free perovskite solar cells by regulating surficial hydroxyl of fluorine-doped tin oxide2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Direct measurement of electron affinity of carbazole-based self-assembled monolayer used as hole-selective layer in high-efficiency perovskite solar cells2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Effects of the Addition of Tin Powder to Perovskite Precursor Solutions on Band Bending at PEDOT:PSS/Perovskite Interfaces in Mixed-Cation Mixed-Halide Tin Perovskite Solar Cells2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Uneven Strain Relaxation in Formamidinium Lead Triiodide (FAPbI3) Films upon Aging2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Combined Charge Extraction by Linearly Increasing Voltage and Time-Resolved Microwave Conductivity to Reveal the Dynamic Charge Carrier Mobilities in Thin-Film Organic Solar Cells2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Sequential Deposition of Diluted Aqueous SnO2 Dispersion for Perovskite Solar Cells2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Deciphering the Atomic-scale Structural Origin for Photoluminescence Quenching in Tin-Lead Alloyed Perovskite Nanocrystals2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Tetrapodal Hole-Collecting Monolayer Materials Based on Saddle-Like Cyclooctatetraene Core for Inverted Perovskite Solar Cells2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Tetrapodal Hole‐Collecting Monolayer Materials Based on Saddle‐Like Cyclooctatetraene Core for Inverted Perovskite Solar Cells2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Enhancement of efficiency and stability for Tin halide perovskite solar cells by using improved doping method2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Performance Boost by Dark Electro Treatment in MACl‐Added FAPbI3 Perovskite Solar Cells2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Interfacial Charge Generation and Recombination in Organic and Perovskite Photovoltaics2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Microscopic analysis of low but stable perovskite solar cell device performance using electron spin resonance2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Electrically switchable chiral nonlinear optics in an achiral ferroelectric 2D van der Waals halide perovskite2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Molecular models of PM6 for non-fullerene acceptor organic solar cells: How DAD and ADA structures impact charge separation and charge recombination2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Electronic coupling between perovskite nanocrystal and fullerene modulates hot carrier capture2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Enhanced Power Conversion Efficiency in Tin Halide Perovskite Solar Cells with Zinc Iodide Interlayers2024

著者名

雑誌名

若宮淳志京都大学, 化学研究所, 教授