【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.13】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24UT0100

利用課題名 / Title

半導体材料の表面分析

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed

キーワード / Keywords

光デバイス/ Optical Device,電子顕微鏡/ Electronic microscope,エレクトロデバイス/ Electronic device,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)

柴山 直之

所属名 / Affiliation

桐蔭横浜大学医用工学部臨床工学科

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

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

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

UT-101：低損傷走査型分析電子顕微鏡

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は、無機材料でありながら有機溶媒に可溶であり、インクのように取り扱うことが可能である。このため、印刷や塗布といった低コストな製造プロセスにより作製できるという、製造面における顕著な利点を有する。従来のシリコン太陽電池と比較してはるかに安価かつ大量に製造可能であると期待されており、次世代太陽電池として世界各国で盛んに研究が進められている。現在では、25%を超える光電変換効率が報告されているが、製膜条件によって発電効率にばらつきが生じることから、再現性の低さが課題となっている。 この光電変換効率の再現性を向上させるため、平坦なペロブスカイト多結晶膜の作製を目指した製膜条件の最適化に関する研究が進められてきた。本機器利用においては、走査型電子顕微鏡を用いてペロブスカイト多結晶膜の表面および断面構造を観察した。また、X線光電子分光装置を用い、ペロブスカイト多結晶薄膜を構成する元素の分析を実施した。

実験 / Experimental

【利用した主な装置】
UT-101：低損傷走査型分析電子顕微鏡（JSM-7500FA）
測定に用いたペロブスカイト太陽電池は、引用文献1を参考にして作製した。ITO/SnO₂基板上にペロブスカイト溶液をスピンコート法で塗布し、150℃で加熱することでペロブスカイト結晶膜を形成した。スピンコートの過程で、貧溶媒であるクロロベンゼンを150 μL滴下し、結晶化を促進させた。得られたペロブスカイト結晶膜の断面構造を観察し、結晶粒径や表面形状を調査した。

結果と考察 / Results and Discussion

Figure 1に、ペロブスカイト太陽電池に用いるペロブスカイト結晶層の断面構造を示す。断面走査型電子顕微鏡観察の結果、ITO基板上に膜厚約550 nmのペロブスカイト多結晶層が形成されていることが確認された。また、当該ペロブスカイト結晶層内部には結晶粒界が存在していることも明らかとなった。これらの結果に基づき、現在、ペロブスカイト結晶層の作製条件の最適化を進めている。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Figure １　断面SEMの測定結果

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