ペロブスカイト太陽電池の劣化機構・解析・評価・機能性向上
★2024年4月26日WEBでオンライン開講。桐蔭横浜大学 池上 和志 氏、筑波大学 丸本 一弘 氏、国立研究開発法人物質・材料研究機構 白井 康裕 氏、岡山大学 林 靖彦 氏の4名がペロブスカイト太陽電池の劣化機構・解析・評価・機能性向上について解説する講座です。
■注目ポイント
★ペロブスカイト太陽電池の結晶構造や結晶膜内のイオン拡散の観測による劣化機構の分析例を紹介し、それらの結果に基づいた材料開発方向性について解説！
★鉛フリーペロブスカイト太陽電池のESR研究を紹介し、その他の有機デバイスの開発に有用な点を解説！
- 第1部 桐蔭横浜大学 医用工学部 教授 池上 和志 氏
- 第2部 筑波大学 数理物質系 教授 丸本 一弘 氏
- 第3部 国立研究開発法人物質・材料研究機構 エネルギー・環境材料研究センター 電池材料分野 太陽光発電材料グループ 主幹研究員 白井 康裕 氏
- 第4部 国立大学法人 岡山大学 学術研究院環境生命自然科学学域／教授 林 靖彦 氏
【1名の場合】60,500円(税込、テキスト費用を含む)
2名以上は一人につき、16,500円が加算されます。
定員：30名
※ お申し込み後、受講票と請求書のURLが自動で返信されます。基本的にはこちらで受付完了です。開催前日16：00までに再度最終のご連絡をいたしますので、しばらくお待ちください。請求書と受講票は郵送ではないため必ずダウンロードください。また、同時に送られるWEBセミナー利用規約・マニュアルを必ずご確認ください。
※ セミナー前日夕方16：00までにWEB会議のURL、事前配布資料のパスワードについては、別途メールでご案内いたします。基本的には、事前配布資料はマイページからのダウンロードの流れとなります。なお、事前配布資料については、講師側の作成完了次第のお知らせになりますので、この点、ご理解のほどお願い申し上げます。
※ 請求書の宛名の「株式会社」や「(株)」の「会社名の表記」は、お客様の入力通りになりますので、ご希望の表記で入力をお願いします。
※ お支払いは銀行振込、クレジット決済も可能です。銀行振込でお支払いの場合、開催月の翌月末までにお支払いください。お支払いの際は、社名の前に請求書番号をご入力ください。
※ 領収書のご要望があれば、お申込み時、領収書要にチェックを入れてください。
※ 2名以上でお申し込みをされた場合は、受講票と請求書を代表者様にご連絡します。
※ 当講座では、同一部署の申込者様からのご紹介があれば、何名でもお1人につき16,500円で追加申し込みいただけます (申込者様は正規料金、お2人目以降は16,500円となります)。追加の際は、申し込まれる方が追加の方を取りまとめいただくか、申込時期が異なる場合は紹介者様のお名前を備考欄にお書きくださいますようお願いいたします。
※ なお、ご参加手続きの際、自宅住所やフリーアドレス、個人携帯番号のみで登録された場合は、ご所属確認をさせいただくことがございます。
セミナーに関するQ&Aはこちら（※キャンセル規定は必ずご確認ください）
【本セミナーの主題および状況・本講座の注目ポイント】
■本セミナーの主題および状況
★ペロブスカイト太陽電池は、早期の社会実装が期待される次世代太陽電池で印刷により軽量フレキシブル基板を用いる製造法にも注目されている。
★高効率化・長寿命化を効率良く行うためには、太陽電池の劣化機構を解明することが不可欠であるが、従来の手法だとマクロな手法が主であり、ミクロな情報を得ることが出来ない。
■注目ポイント
★ペロブスカイト太陽電池の結晶構造や結晶膜内のイオン拡散の観測による劣化機構の分析例を紹介し、それらの結果に基づいた材料開発方向性について解説！
★鉛フリーペロブスカイト太陽電池のESR研究を紹介し、その他の有機デバイスの開発に有用な点を解説！
講座担当：枩西 洋佑
≪こちらの講座は、WEB上での開催のオンライン講座になります≫
【第1講】 ペロブスカイト太陽電池の劣化機構と評価・解析とその対策
【時間】 11:00-12:15
【講師】桐蔭横浜大学 医用工学部 教授 池上 和志 氏
【講演主旨】
ペロブスカイト太陽電池は、早期の社会実装が期待される次世代太陽電池である。印刷により軽量フレキシブル基板を用いる製造法にも注目されている。一方で、耐久性の向上のためには、劣化機構の解析も大きな課題となっている。特にペロブスカイト結晶薄膜の分析からは様々な情報を得られると考えられる。当研究室が展示会等で紹介しているペロブスカイト太陽電池の試作品などによる結晶構造または結晶膜内のイオン拡散の観測による劣化機構の分析例を紹介するとともに、それらの結果に基づいた材料開発方向性について解説する。
【講演キーワード】
ペロブスカイト太陽電池の劣化機構、耐久性向上、劣化防止対策
【講演ポイント】
ペロブスカイト太陽電池の基礎研究から社会実装関わる提案など、様々な業務に関わっている。大学ベンチャーで、研究室向け評価装置や製造装置の開発に従事した経験を踏まえた、耐久性向上への課題を解説する。
【習得できる知識】
ペロブスカイト太陽電池の劣化機構の解析例
ペロブスカイト太陽電池の材料開発の課題
【プログラム】
1.ペロブスカイト太陽電池の開発最前線
1-1 色素増感太陽電池からペロブスカイト太陽電池へ
1-2 ペロブスカイト太陽電池の特徴
2.ペロブスカイト太陽電池の作製法
2-1 ペロブスカイト太陽電池の層構成
2-2 ペロブスカイト太陽電池の作製法
3.実用サイズのペロブスカイト太陽電池の作製
3-1 透明導電基板とペロブスカイト層のパターニング
3-2 直列セルの特徴とデモンストレーション
3-3 耐久性評価と劣化機構
4.ペロブスカイト太陽電池の劣化加速試験と評価
4-1 光・湿度耐久性試験、各種放射線に対する耐久性試験の実例
4-2 X線、放射光による解析例
4-3 SEM、TEMによる解析例
4-4 劣化機構の提案
5.耐久性向上の課題とまとめ
5-1 バリアフィルム
5-2 ペロブスカイト太陽電池の各層構成からのアプローチ
5-3 まとめ
【質疑応答】
【第2講】 ペロブスカイト太陽電池のミクロ解析と素子性能の劣化機構
【時間】 13:00-14:15
【講師】筑波大学 数理物質系 教授 丸本 一弘 氏
【講演主旨】
ペロブスカイト太陽電池の高効率化・長寿命化を効率良く行うためには、太陽電池の劣化機構を解明することが不可欠である。しかし、従来の手法はマクロな手法が主であり、ミクロな情報を得ることが出来ない限界があった。
この問題を解決するため、分子レベルで材料評価を行える高感度な手法である電子スピン共鳴 (ESR) をペロブスカイト太陽電池に適用する手法を開発した。この手法の特徴は、太陽電池内部の構造欠陥を、非破壊かつ非接触で素子動作中 (オペランド) に観察できる点である。これにより、従来手法では得られないミクロな視点での劣化機構の情報が得られ、研究開発を格段に効率化して高効率化・長寿命化を行える。本講座では、主に鉛フリーペロブスカイト太陽電池のESR研究を紹介し、その他の有機デバイスの開発に有用な点も解説する。
【講演キーワード】
ペロブスカイト太陽電池、鉛フリーペロブスカイト太陽電池、劣化機構、高効率化、長寿命化、分子レベル解析
【講演ポイント】
講演者は、従来の測定・評価技術では得られないミクロな視点での劣化機構の情報取得によるペロブスカイト太陽電池の高性能化・長寿命化の指針の紹介が可能。
本手法は、有機太陽電池などの他の電子半導体デバイスにも適用が可能。
【習得できる知識】
鉛フリーペロブスカイト太陽電池の性能劣化を引き起こす電池内部の劣化機構の評価
分子レベルで材料評価を行える高感度な手法の電子スピン共鳴（ESR）を用いた解析手法
高効率化・長寿命化を妨げている構造欠陥の非破壊・非接触での素子動作中（オペランド）の観察
【プログラム】
1.鉛フリーペロブスカイト太陽電池の高効率化・長寿命化への課題
1-1 封止で解決する劣化機構
・酸化
・分子劣化
1-2 封止で防げない劣化機構
・電荷形成・トラップ
・ペロブスカイト劣化
2.電子スピン共鳴(ESR)で分かる情報
2-1 分子レベルのミクロ解析
・電荷移動や電荷形成される分子種の特定と状態解析
2-2 非破壊・非接触による太陽電池内部の欠陥状態の解析
2-3 鉛フリーペロブスカイト太陽電池のESR評価時の注意点
3.鉛フリーペロブスカイト太陽電池の性能低下メカニズム
3-1 ペロブスカイトの酸化・還元効果
3-2 有機ペロブスカイト界面における電荷移動と電荷障壁形成
3-3 高効率化への指針
4.鉛フリーペロブスカイト太陽電池の素子動作時の性能劣化メカニズム
4-1 ペロブスカイトの劣化効果
4-2 有機ペロブスカイト界面における電荷移動・トラップと電荷障壁変化
4-3 長寿命化への指針
【質疑応答】
【第3講】 ペロブスカイト太陽電池の高性能化・屋外発電特性・劣化機構
【時間】 14:30-15:45
【講師】国立研究開発法人物質・材料研究機構 エネルギー・環境材料研究センター 電池材料分野 太陽光発電材料グループ 主幹研究員 白井 康裕 氏
【講演主旨】
本講座では、ペロブスカイト太陽電池について、特に逆型構造 (ガラス/電極/P型層/Perovskite/N型層/電極) に着目して解説します。また、出来上がったセルの評価方法について、ペロブスカイト太陽電池がイオン導電性も示す半導体である点に着目しつつ、測定の注意点などの基礎的な事から始めて、屋外発電特性と劣化機構の解析など、発展的な内容までご説明します。
最後に、実用化へ向けた課題や他の太陽電池では真似できない特徴、ペロブスカイト太陽電池の多接合化や鉛フリー化についてご紹介します。
【講演キーワード】
ペロブスカイト太陽電池の高効率化、ペロブスカイト太陽電池の耐久性、ペロブスカイト太陽電池の屋外発電特性
【講演ポイント】
我々がこれまでに得たペロブスカイト太陽電池の高性能化（第三者機関測定で21％超）や耐久性向上（実用環境に近い60℃、効率20%以上で1000時間連続発電を実現）の過程で得られた経験をもとに、実用化に対する課題や今後の方向性について解説します。
【習得できる知識】
逆型構造ペロブスカイト太陽電池の作製プロセス詳細
実用化に向けたペロブスカイト太陽電池の課題
【プログラム】
1.ペロブスカイト太陽電池の基礎
1-1 これまでの展開と現状、他の有機系太陽電池との比較
1-2 ペロブスカイト太陽電池の基本構造・動作原理
2.逆型構造ペロブスカイト太陽電池の作製プロセス
2-1 ペロブスカイト太陽電池の作製プロセス概要
2-2 各工程に用いる部材や装置・環境について
3.ペロブスカイト太陽電池の評価方法
3-1 光電変換特性の評価方法・注意点
3-2 長期安定性の評価について
3-3 屋外発電特性の評価と劣化機構の解析
4.ペロブスカイト太陽電池の性能向上施策
4-1 変換効率の向上施策
4-2 耐久性の向上施策
5.ペロブスカイト太陽電池に関する直近の話題や今後の課題について
5-1 多接合化による効率30％超素子への応用
5-2 鉛フリーペロブスカイト太陽電池
【質疑応答】
【第4講】 ペロブスカイト材料の劣化機構と「ベンゾフェノン」添加によるペロブスカイト太陽電池の性能・耐環境性向上
【時間】 16:00-16:45
【講師】国立大学法人 岡山大学 学術研究院環境生命自然科学学域／教授 林 靖彦 氏
【講演主旨】
ペロブスカイト（PVK）太陽電池の劣化現象を解明・理解するためには、まず発電層に用いられるPVK材料の劣化機構の解明が必要である。劣化は、水分、酸素、光、熱による影響が考えられるが、これらの要因を分離し系統的に解明することで、複合環境下のPVK太陽電池の劣化機構の解明につながる。本講では、水分（湿気）による影響に注目してPVK材料の劣化機構を解説する。そして、耐環境性を向上の手法として、ベンゾフェノン添加によるPVK太陽電池について耐久性向上手法の一例を紹介する。これにより、優れた耐環境性を有するPVK太陽電池開発につながる内容とする。
【講演キーワード】
ペロブスカイト（PVK）材料の劣化，X線その場観察，PVK太陽電池の耐久性向上
【講演ポイント】
講演者等がこれまでにX線その場観察で明らかにしてきた、ペロブスカイト材料の水分（湿気）による劣化機構を解説し、添加剤を用いたペロブスカイト太陽電池の耐久性向について紹介する。
【習得できる知識】
ペロブスカイト材料の劣化機構に関する知識や、ペロブスカイト太陽電池の耐環境性を向上させる技術を習得できる。
【プログラム】
1.ペロブスカイト材料の水分（湿気）による劣化機構
1-1 ペロブスカイト材料の劣化要因
1-2 ペロブスカイト材料の水分（湿気）による劣化観察と劣化機構
2.ペロブスカイト太陽電池の性能・耐環境性向上
2-1 ペロブスカイト太陽電池の性能・耐環境性向上に関するこれまでの事例
2-2 ベンゾフェノン添加によるペロブスカイト太陽電池の性能・耐環境性向上
【質疑応答】