top of page

RESEARCH WORKS

LINE_ALBUM_Flexible PSC module 20250219_250319_1_edited.jpg

有機薄膜デバイスについて(當摩)

みなさん、有機でできた製品って何をイメージしますか?農作物、食料、紙、繊維、プラスチック、ビニールですかね。身近なところではペットボトルだと思います。このプラスチックボトルが生まれたのは50年程前で、それまでは重たいガラス瓶や缶を使っていたそうです。想像できますか?瓶入りのジュースを(今でもアルヨ)。何はともあれ、軽くて、柔らかく、安価なプラスチックボトルの登場で、流通コストも下がり、一石何鳥もの効果があるのです。世の中は、無機から有機へ変化しているのを感じていますか?

 

新エネルギーとして期待されている太陽電池って知ってまか?太陽電池はシリコンや無機材料でできており、数兆円の市場を形成しています。無機材料でできた太陽電池は大変重く、屋根に載せるもの運ぶのも大変です。想像してください、有機でできた太陽電池を。軽くて、柔らかくて、安い太陽電池ならば、今の太陽電池では想像できない用途が広がるでしょう。窓、ビニールハウス、工場の屋根、モバイルガジェットなどなんでもアリです。

 

そんな研究をしています。

 

有機でいろいろ作りたい。LEDから有機EL、シリコントランジスタから有機トランジスタ、モーターから有機アクチュエーター、はたまた圧電・熱電素子まで有機にならないかと妄想しながら研究を進めています。

スクリーンショット (16)_edited.jpg
スクリーンショット (13)_edited.jpg
スクリーンショット (14)_edited.jpg
スクリーンショット (15)_edited.jpg

​太陽電池デバイス・ペロブスカイト太陽電池について(ソヘル)

​Solar photovoltaic (PV) can directly harness power of the Sun by turning sunlight into electricity. Thus it is the most attractive technology for the shift to a “decarbonized society”. The main PV cells used commercially are silicon solar cells (stable for more than 20 years). However, they require high processing costs and energy-demanding facilities to fabricate. These costs and energy must be quickly reduced to accelerate the transition to a “low-carbon society”, using novel materials that are lower in cost, lighter, and flexible than silicon. As such materials, organic-inorganic hybrid halide perovskites came to light due to their outstanding material properties and low manufacturing costs (ease of processing in liquid solutions), lighter weight and greater flexibility, practicalized perovskite solar cells (PSCs) will replace silicon ones and help realize a decarbonized society. Recent development of PSCs has achieved a power conversion efficiency (PCE) of 27% despite their poor stability (a few hours). It is close to PCE of silicon solar cells (27.3%). Significant challenges are:

 

① Lack of scalable (large-area) manufacturing for perovskite films,

② Limited stability (few hours) in typical environments,

③ Perovskite films are made in glove box conditions (e.g., Ar, N2), which raises manufacturing costs, and

④ The absence of a lead (Pb) toxicity-recovery system.

 

These issues have hindered application of perovskites to other optoelectronic devices such as light-emitting diodes, transistors, and sensors. The key challenge is scaling up perovskite solar modules for mass production. Roll-to-roll (R2R)-compatible technologies offer a key advantage over Si solar cells with its potential for low-cost, energy-efficient manufacturing using solution-based methods like bar-coating, spray-coating, and blade-coating, slot-die coating and so on (M. Shahiduzzaman et al. Materials Today 2024). Their lightweight and flexible nature makes them perfect for emerging applications like building-integrated PV (BIPV), agrivoltaics, windows, space, and vehicle-integrated PV, where a high power-to-weight ratio is important. Another main challenge is understanding the degradation mechanisms. PSCs degrade due to structural and chemical changes when exposed to multiple factors like moisture, heat, and UV light (M. Shahiduzzaman et al. Chem. Eng. J. 2021). This makes improving stability difficult.

 

We offer world-class facilities for device fabrication from bare glass to PSC devices and comprehensive characterization. Researchers are free to pursue their preferred topics and are encouraged to explore cutting-edge research in PSCs. Anyone passionate about advancing science regardless of their background in physics, chemistry, materials science, or related fields is warmly welcome to join us.

研究室での生活について(ホームページ担当学生)

​皆さん、大学の研究室というと、どんな印象を持っていますか?

実験と報告をひたすらやる場所?卒論のために?就活のために?

それもあるかもしれません。けど、研究室にいる一番の意味は、自分の世界を広げることだと思います。

 

當摩研は薄膜太陽電池の研究室です。授業ではあまり触れないことなので、最初は何も分からないかもしれません。でも、それで大丈夫です。まずは、先生や先輩に、分からないこと、知りたいことをたくさん聞いてみましょう。きっと優しく、熱く、教えてくれるはずです。

ある程度研究のことが分かってきたら、自分の研究テーマのどんなところが大事なのか、課題を解決するためにはどうしたらいいか、考えて実験を計画してみましょう。実験結果をまとめて、なんでこうなったのか、考察して共有して、みんなで話し合ってみましょう。

そして君が知識をたくさん身に着けて、先輩になった時は、後輩をどんどん教えていってください。

考えれば考えるほど、コミュニケーションをとればとるほど、自分が見ることができる世界は広がっていきます。

​軽くて曲がる太陽電池は、社会に広がればきっと、いろいろなところで活躍します。

でも、そのためには解決しなければいけない課題がまだたくさんあります。

その課題を解決するのが研究室の大事な役割の1つです。

その一員になってみませんか?

学問の世界は、思っている以上に広く、深いです。

でも、明日を変える研究テーマは、想像していたよりもずっと、近くにあるものだと感じられるはずです。

そうそう、當摩研には留学生がたくさんいるから、きっと英語もできるようになりますよ!​

© 2016 taima lab - Wix.com で作成されたホームページです。

bottom of page