10/23 塗布型太陽電池の高品質化に向けた 成膜プロセス技術の基礎と応用

大坂大学　工学研究科・応用化学専攻　助教　博士(工学)　西久保 綾佑 氏
【専門】太陽電池、デバイス、in-situ分光　【講師紹介】

　軽量・安価・フレキシブルなペロブスカイト太陽電池は近年ますます注目度が高まっている。しかし製品化が近づいている一方、添加剤効果やパッシベーションによる性能・耐久性向上の余地もいまだ大きい。また、ペロブスカイト組成によっては空間的な相分離や欠陥ができやすいなどの問題も多い。これらの問題に対して適切なアプローチをするには、①成膜技術の特徴の理解、②的確な評価技術の活用が必要である。本セミナーでは、ハライドペロブスカイトの多様な組成設計やその問題点、成膜プロセス技術、そして有用な評価手法・シミュレーション手法について説明を行う。

1. ペロブスカイト太陽電池概論
　1.1 ペロブスカイト太陽電池の導入と歴史
　1.2 ペロブスカイト太陽電池および関連素子の発電原理と性能
　1.3 ハライドペロブスカイトの固体物性概論
　1.4 ペロブスカイト太陽電池の最近の動向と課題
　　　4-1) 最近の動向（タンデム化など）
　　　4-2) 課題とその対策（相分離や再現性等）

2. ペロブスカイト太陽電池の組成設計
　2.1 ハライドペロブスカイトの分類
　2.2 Aサイト混合および2Dペロブスカイト
　2.3 混合ハロゲンによるワイドギャップ化
　　　3-1) ハロゲン（Xサイト）混合の効果と課題
　　　3-2) 安定化の技術
　2.4 鉛／スズ混合によるナローギャップ化
　　　a) Pb/Sn混合の効果と課題
　　　b) 安定化や高性能化の技術

3. 成膜プロセス技術
　3.1 基本的な成膜手法（特徴、問題点など）
　　　a) スピンコート法
　　　b) バー/ブレードコート法
　　　c) スプレーコート法
　　　d) 蒸着
　3.2 結晶成長のメカニズムと高品質化指針
　3.3 Additive Engineeringとその効果
　3.4 表面パッシベーション技術
　3.5 電荷輸送層の成膜
　　　a) 順型素子における電子輸送層・ホール輸送層
　　　b) 逆型素子における電子輸送層・ホール輸送層

4. 物性評価技術・テクニック
　4.1 分光測定（吸収端解析・発光・光電子分光など）
　4.2 構造評価（X線回折、2次元X線回折）
　4.3 モルフォロジー評価（各種顕微鏡）
　4.4 時間分解測定（発光、電荷移動度の非接触測定など）
　4.5 耐久性評価

5. デバイス特性・変換効率の評価およびシミュレーション
　5.1 基本的な測定（JVやEQE測定）
　5.2 光量依存測定（理想因子算出など）
　5.3 時間分解測定（過渡電圧/電流測定）
　5.4 フリーソフトSCAPSによるデバイスシミュレーション
　　 （インストールから使用方法まで）

6. 将来展望―今後の課題について

　　□質疑応答□

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