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【特集】ペロブスカイト太陽電池の新たなる展開II

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グラフェンを用いた正孔輸送層フリーペロブスカイト太陽電池の開発
Development of Hole-Transport-Layer-Free Perovskite Solar Cells with Graphene

　改良した溶媒含浸法によりペロブスカイト層を堆積し, 真空張り合わせ装置を用いてグラフェンを転写することで, グラフェンを用いた正孔輸送層フリーペロブスカイト太陽電池を開発した。太陽電池特性は一般的な正孔輸送層を用いたペロブスカイト太陽電池に及んでいないが, グラフェンの高いガスバリア性により優れた安定性を示した。

【目次】
1. はじめに
2. ペロブスカイト層の堆積
3. グラフェンの転写
4. 太陽電池特性
5. 太陽電池の安定性
6. おわりに

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カーボンナノチューブ電極を用いたペロブスカイト太陽電池の研究開発
Perovskite Solar Cells Using Carbonnanotube Electrodes

　典型的なペロブスカイト太陽電池はペロブスカイト層(CH3NH3PbI3)に生成した電子/ホール対のうち, 電子は酸化チタン(TiO2)へ, ホールはHTM/Auへ移動することによって, 電圧・電流が発生する。近年, 低コストで, 高安定性を有する炭素電極がHTM/Au電極の代わりとして注目されている。本稿では特にカーボンナノチューブの電極に着目し, その研究動向および研究課題をまとめた。

【目次】
1. 炭素電極の研究背景
2. 炭素電極の研究動向
3. カーボンナノチューブ電極を用いたペロブスカイト太陽電池の開発
3.1　カーボンナノチューブの構造制御
3.2　セルの作製方法と構造
4. まとめ

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低温プロセスを用いた高耐久性ペロブスカイト太陽電池の開発
Development of Durable Perovskite Solar Cells Using Low-Temperature Process

　ペロブスカイト太陽電池は塗布などの低温プロセスで作製でき, 安価で高効率な次世代太陽電池の有力候補として世界各国で研究が活発化し, 執筆時点の最新データでは22.7%が報告されている。ただし, 長期耐久性については解決すべき課題も多い。耐久性についての現状と1,000時間超の長期動作テスト結果について概要を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 低温・溶液プロセスで作製するペロブスカイト太陽電池
3. ペロブスカイト太陽電池の耐久性
4. 新規正孔輸送層を用いたペロブスカイト太陽電池の耐久性向上
5. おわりに

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有機鉛ペロブスカイトの結晶成長制御と評価
Crystal Growth Control and Analysis of Organolead Halide Perovskite

　結晶性の材料を発電層とするペロブスカイト太陽電池において, 結晶性の解析と制御は研究開発の手段として重要な位置を占める。本稿では有機鉛ペロブスカイトの基本的な結晶構造と評価について筆者の研究成果を交えながら概説する。

【目次】
1. はじめに
2. ペロブスカイト結晶
3. 有機鉛ペロブスカイトの作製手法と結晶成長解析
4. 放射光を用いたリアルタイム結晶成長評価
5. レーザー蒸着法とエピタキシー
6. おわりに

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ペロブスカイト太陽電池の耐久性向上
Improvement on Durability of Perovskite Solar Cells

　ペロブスカイト太陽電池の実用化に要求される耐久性に関して, 材料特有の課題となる耐熱性の向上を図った。高温曝露による劣化メカニズムを明らかにすることで効率劣化を抑制した。さらに, 高効率かつ高耐久化を図るために, ペロブスカイト膜の組成制御を行い, 効率20%で高温曝露での耐久を達成し, 長期耐久性の見通しを得た。

【目次】
1. はじめに
2. ペロブスカイト太陽電池の作製法
3. 高温曝露による劣化メカニズム
4. 高効率かつ高温耐久化
5. おわりに

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[連載]紫外可視高次微分スペクトル―光反応性材料への新しいアプローチ―

第10章　水中に微分散したアゾベンゼン系結晶の光化学反応解析
Chapter 10　Solid-state Photoisomerization of Azobenzenes Mill-dispersed in Water

　アゾベンゼンおよび4-ジメチルアミノアゾベンゼンの結晶をそれぞれポリビニルアルコール水溶液中にミリング微分散し, 光照射に伴う高次微分スペクトル変化を解析した。学術的意義だけでなく, 光散乱を伴う光反応性材料の挙動を明らかにするうえで貴重な手法となりうることを強調したい。

【目次】
1. 結晶光化学の解析方法
2. アゾベンゼン結晶の水中微分散液での光異性化反応の検証
3. アゾベンゼンの結晶光異性化反応の速度論解析
4. 4-ジメチルアミノアゾベンゼンの溶液中でのスペクトル特性
5. 4-ジメチルアミノアゾベンゼン結晶の水微分散液での光異性化反応
6. まとめ

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[マーケット情報]

電池用材料・ケミカルスの市場動向

　2016年の一次電池・二次電池の合計出荷数量は, 前年比7.4%増の46億2100万個となった。二次電池は, 2010年に民生需要の回復, 車載用リチウムイオン電池の市場の立ち上がりなどにより, 高い成長を達成したが, 2011年は東日本大震災の影響により, 前年と比べ生産量が減少した。2012年はエコカー補助金の追い風を受け自動車生産は増加し, 2013年は反動でやや減少した。しかしながら, 環境負荷軽減の要請は高く, 今後もHV, EV車の需要, それに伴う二次電池の需要増加が期待されている。一次電池は, 環境負荷軽減や二酸化炭素排出削減対策として, 二次電池へのシフトが起こっており, 低い水準で推移している。電池用構成材料は, 使用される電池の出荷数量にほぼ比例した推移となっており, 様々な携帯機器に使用されているリチウムイオン電池向けの構成材料やハイブリッド自動車向けの需要拡大に加え, 電気自動車向けの需要に大きな期待が寄せられている。

【目次】
1. 電池市場の概要
1.1　一次電池
1.2　二次電池
2. 開発動向と構成材料
2.1　一次電池
2.2　二次電池
2.2.1　正極材
2.2.2　負極材
2.2.3　電解液
2.2.4　セパレータ
3. 二次電池構成材料の市場動向
3.1　リチウムイオン電池構成材料の市場
3.1.1　正極材
3.1.2　負極材
3.1.3　電解液
3.1.4　セパレータ
3.2　ニッケル水素電池構成材料の市場

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[ケミカルプロフィル]
ジニトロナフタレン(Dinitro naphthalene)
ビフェノール(Biphenol)

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[ニュースダイジェスト]
・海外編
・国内編