【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.07】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24AT0080

利用課題名 / Title

キャリア輸送材料の開発

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

ALD,太陽電池/ Solar cell

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

松井 卓矢

所属名 / Affiliation

国立研究開発法人 産業技術総合研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

山崎 将嗣

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-031：原子層堆積装置_1[FlexAL]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

ペロブスカイト太陽電池の変換効率の向上には、キャリア輸送層と光活性層との界面におけるキャリア輸送特性の改善が重要である。特に逆積みタイプのペロブスカイト太陽電池では、電子輸送層や電極（透明電極を含む）をペロブスカイト表面に形成する必要があり、ダメージレスな製膜プロセスが重要である。本研究では、原子層堆積装置（ALD）で製膜したSnO₂層をペロブスカイト太陽電池の電子輸送層兼電極接触用バッファ層として用いる検討を行った。また、ペロブスカイトや有機太陽電池でバッファ層として一般的に用いられている材料であるBCP（bathocuproine）を用いた太陽電池も作製し、比較した。

実験 / Experimental

SnO₂層はthermal-ALD法で製膜し、Sn原料にはTetrakis(dimethylamino)tin(IV) （TDMASn）を用いた。酸化過程ではH₂Oを用いた。BCP層は真空蒸着法により形成した。膜厚の評価には分光エリプソメトリー法を用いた。

結果と考察 / Results and Discussion

逆積みタイプ（p-i-n積層構造）のペロブスカイト太陽電池を作製した。太陽電池の基本構造はglass/ITO/自己組織化単分子膜(MeO-2PACz)/ペロブスカイト光吸収層/C₆₀/ALD-SnO₂/ITO/Agである。電子輸送層であるフラーレン（C₆₀）とスパッタで形成するITO電極の界面に厚さ約20 nmのALD-SnO₂層を挿入することにより、これまでに16.2%の変換効率を得た。一方、参照用として作製した太陽電池（glass/ITO/自己組織化単分子膜(MeO-2PACz)/ペロブスカイト光吸収層/C₆₀/BCP/ITO/Ag）は17.3%の効率を示し、SnO₂のバッファ層としての機能性に課題があることが明らかになった。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件