特許7296137IP Force 特許公報全文掲載

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〔関連出願の相互参照〕 本出願は、２０１８年１月９日に出願された米国仮出願第６２／６１５，２８３号の優先権を主張する。出願の開示の全体が、参照により本明細書に組み込まれる。

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 添付の図面は、（全ての可能な実施形態ではなく）選択された実施形態の例示のみを目的としており、本開示の範囲を制限することを意図するものではない。図１は、本技術の種々の態様に係る第１の素子の図である。
【図2】 図２は、本技術の種々の態様に係る第２の素子の図である。
【図3】 図３は、本技術の種々の態様に係る第３の素子の図である。
【図4】 図４は、本技術の種々の態様に係る第４の素子の図である。
【図5A】 図５Ａは、種々の組成のハロゲン化ペロブスカイト膜の吸収（１－透過）スペクトルを示す。
【図5B】 図５Ｂは、ペロブスカイト紫外線回収型透明光起電力素子の構成を示す。
【図6A】 図６Ａは、紫外線を回収するペロブスカイト膜（ＭＡＰｂＣｌ３）の表面形態を示す。スケールバーは１μｍである。
【図6B】 図６Ｂは、紫外線を回収するペロブスカイト膜（ＭＡＰｂＣｌ２．４Ｂｒ０．６）の表面形態を示す。スケールバーは１μｍである。
【図6C】 図６Ｃは、紫外線を回収するペロブスカイト膜のＸＲＤパターンを示すグラフである。
【図6D】 図６Ｄは、ハロゲン化ペロブスカイト膜の写真である。ＭＡＰｂＩ３は黒色、ＭＡＰｂＢｒ３は深い橙色、ＭＡＰｂＣｌ２．４Ｂｒ０．６は淡黄色、ＭＡＰｂＣｌ３は色が見られない。
【図7A】 図７Ａは、ＭＡＰｂＣｌ３透明起電力素子（ＴＰＶ素子）の断面の走査型電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）を示す。スケールバーは２００ｎｍである。
【図7B】 図７Ｂは、ＭＡＰｂＣｌ２．４Ｂｒ０．６ＴＰＶ素子の断面のＳＥＭ像を示す。スケールバーは２００ｎｍである。
【図8A】 図８Ａは、紫外線回収型透明ペロブスカイト光起電力素子の電流－電圧曲線（Ｊ－Ｖ曲線）を示す。１太陽照度の条件下で測定した。
【図8B】 図８Ｂは、ＰＣＥのヒストグラムを示す。異なる５０個のＭＡＰｂＣｌ３素子（白色）および異なる８６個のＭＡＰｂＣｌ２．４Ｂｒ０．６素子（黒色）を測定した。
【図9A】 図９Ａは、ＭＡＰｂＣｌ３紫外線回収型透明ペロブスカイト光起電力素子の、吸収（Ａ）、透過（Ｔ）、反射（Ｒ）、外部量子効率（ＥＱＥ）および内部量子効率（ＩＱＥ）を示す。
【図9B】 図９Ｂは、ＭＡＰｂＣｌ２．４Ｂｒ０．６紫外線回収型透明ペロブスカイト光起電力素子の、吸収（Ａ）、透過（Ｔ）、反射（Ｒ）、外部量子効率（ＥＱＥ）、および内量子効率（ＩＱＥ）を示す。
【図9C】 図９Ｃは、ＭＡＰｂＣｌ３紫外線回収型透明ペロブスカイト素子の写真である。
【図9D】 図９Ｄは、ＭＡＰｂＣｌ２．４Ｂｒ０．６紫外線回収型透明ペロブスカイト素子の写真である。
【図10】 図１０は、ハロゲン化ペロブスカイト膜の吸収に基づく、バンドギャップ測定のプロットである。
【図11】 図１１は、ＰｂＩ２膜の吸収に基づく、バンドギャップ測定のプロットである。
【図12A】 図１２Ａは、ＰｂＩ２の結晶構造を示す。
【図12B】 図１２Ｂは、ハロゲン化鉛太陽電池の構造を示す。
【図12C】 図１２Ｃは、種々の濃度のＰｂＩ２前駆体溶液から作製された不透明ＰｂＩ２太陽電池の短絡電流を示すグラフである。
【図12D】 図１２Ｄは、種々の濃度のＰｂＩ２前駆体溶液から作製された不透明ＰｂＩ２太陽電池の電力変換効率を示すグラフである。
【図13】 図１３は、ＰｂＩ２前駆体溶液濃度の関数としての、ＰｂＩ２膜の厚さを示すグラフである。
【図14A】 図１４Ａは、０．１ＭのＰｂＩ２前駆体溶液から作製されたＰｂＩ２膜の走査型電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）である。スケールバーは１μｍである。
【図14B】 図１４Ｂは、０．２ＭのＰｂＩ２前駆体溶液から作製されたＰｂＩ２膜のＳＥＭ像である。スケールバーは１μｍである。
【図14C】 図１４Ｃは、０．５ＭのＰｂＩ２前駆体溶液から作製されたＰｂＩ２膜のＳＥＭ像である。スケールバーは１μｍである。
【図14D】 図１４Ｄは、１ＭのＰｂＩ２前駆体溶液から作製されたＰｂＩ２膜のＳＥＭ像である。スケールバーは１μｍである。
【図15A】 図１５Ａは、種々の濃度のＰｂＩ２前駆体溶液から作製された不透明ＰｂＩ２太陽電池の開回路電圧を示すグラフである。
【図15B】 図１５Ｂは、種々の濃度のＰｂＩ２前駆体溶液から作製された不透明ＰｂＩ２太陽電池の曲線因子を示すグラフである。
【図16A】 図１６Ａは、種々のドープ率で臭素または塩素ドープしたハロゲン化鉛膜の写真である（鉛の濃度：０．３Ｍ）。
【図16B】 図１６Ｂは、種々のドープ率で臭素または塩素ドープしたハロゲン化鉛膜の透過スペクトルを示すグラフである（鉛の濃度：０．３Ｍ）。
【図17A】 図１７Ａは、種々のドープ率でＢｒドープしたハロゲン化鉛膜のＸ線回折パターン（ＸＲＤパターン）を示す。
【図17B】 図１７Ｂは、種々のドープ率でＣｌドープしたハロゲン化鉛膜のＸＲＤパターンを示す。
【図17C】 図１７Ｃは、１０％ｍｏｌのドープ率でＢｒもしくはＣｌドープしたハロゲン化鉛膜、またはドープしていないハロゲン化鉛膜のＸＲＤパターンを示す。
【図18A】 図１８Ａは、種々のドープ率で臭素または塩素ドープしたハロゲン化鉛前駆体溶液から作製された不透明ハロゲン化鉛太陽電池の、短絡電流密度（Ｊｓｃ）を示すグラフである。
【図18B】 図１８Ｂは、種々のドープ率で臭素または塩素ドープしたハロゲン化鉛前駆体溶液から作製された不透明ハロゲン化鉛太陽電池の、開回路電圧（Ｖｏｃ）を示すグラフである。
【図18C】 図１８Ｃは、種々のドープ率で臭素または塩素ドープしたハロゲン化鉛前駆体溶液から作製された不透明ハロゲン化鉛太陽電池の、曲線因子（ＦＦ）を示すグラフである。
【図18D】 図１８Ｄは、種々のドープ率で臭素または塩素ドープしたハロゲン化鉛前駆体溶液から作製された不透明ハロゲン化鉛太陽電池の、電力変換効率（ＰＣＥ）を示すグラフである。
【図19A】 図１９Ａは、ハロゲン化鉛ＴＰＶの写真である。
【図19B】 図１９Ｂは、種々の濃度のＰｂＩ２前駆体溶液から作製されたＰｂＩ２膜の、透過スペクトルを示す。
【図19C】 図１９Ｃは、種々の濃度のＰｂＩ２前駆体溶液から作製されたハロゲン化鉛ＴＰＶの、透過スペクトルを示す。
【図20A】 図２０Ａは、０．２Ｍのハロゲン化鉛前駆体溶液（１０％のドープ率で臭素または塩素ドープした）から作製されたハロゲン化鉛膜の、透過スペクトルを示す。
【図20B】 図２０Ｂは、０．２Ｍのハロゲン化鉛前駆体溶液（１０％のドープ率で臭素または塩素ドープした）から作製されたハロゲン化鉛ＴＰＶの、透過スペクトルを示す。
【図21A】 図２１Ａは、完全に組立てたＰｂＩ１．８Ｂｒ０．２ＴＰＶ素子の写真である（パターン化はしていない）。
【図21B】 図２１Ｂは、図２１Ａに示すＰｂＩ１．８Ｂｒ０．２ＴＰＶ素子の、透過（Ｔ）、反射（Ｒ）および外部量子効率（ＥＱＥ）スペクトルを示す。
【図22A】 図２２Ａは、ＰｂＩ１．８Ｂｒ０．２膜の写真、および、０．２ＭのＰｂＩ１．８Ｂｒ０．２前駆体溶液から作製されたＴＰＶ素子の写真である。
【図22B】 図２２Ｂは、図２２Ａに示される膜およびＴＰＶ素子の透過スペクトルを示す。
【図23A】 図２３Ａは、濃度：０．１Ｍ、０．２Ｍおよび０．３Ｍにおける、ＰｂＩ２ＴＰＶ、ＰｂＩ１．８Ｂｒ０．２ＴＰＶおよびＰｂＩ１．８Ｃｌ０．２ＴＰＶの短絡電流密度（Ｊｓｃ）を示す。
【図23B】 図２３Ｂは、濃度：０．１Ｍ、０．２Ｍおよび０．３Ｍにおける、ＰｂＩ２ＴＰＶ、ＰｂＩ１．８Ｂｒ０．２ＴＰＶおよびＰｂＩ１．８Ｃｌ０．２ＴＰＶの開回路電圧（Ｖｏｃ）を示す。
【図23C】 図２３Ｃは、濃度：０．１Ｍ、０．２Ｍおよび０．３Ｍにおける、ＰｂＩ２ＴＰＶ、ＰｂＩ１．８Ｂｒ０．２ＴＰＶおよびＰｂＩ１．８Ｃｌ０．２ＴＰＶの電力変換効率（ＰＣＥ）を示す。
【図23D】 図２３Ｄは、ＰｂＩ２ＴＰＶ、ＰｂＩ１．８Ｂｒ０．２ＴＰＶおよびＰｂＩ１．８Ｃｌ０．２ＴＰＶの初期素子安定性試験を示すグラフである。対応する参照番号は、図面における複数の図を通じて対している部材を示す。

代表図 図1本件の代表的な図

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