SAITAMA UNIVERSITY

石川研究室

Ishikawa Laboratory — Printable Photovoltaics

塗って乾かして、次世代太陽電池をつくる。

埼玉大学 大学院理工学研究科 数理電子情報部門 電気電子物理領域

研究内容

Research

次世代太陽電池「ペロブスカイト太陽電池」

現在広く使われているシリコン太陽電池は、重くて曲げることができません。ペロブスカイト太陽電池は、材料を溶かした液を塗って乾かして作製でき、薄く・軽く・曲げられる次世代の太陽電池として世界中で注目を集めています。ビルの壁や窓、重さに弱い屋根など、これまで設置が難しかった場所での発電が期待されています。

溶液から薄膜と太陽電池をつくる

石川研究室では、溶液を塗ってペロブスカイトの薄膜をつくる「溶液法」について、きれいで大きな結晶を育てる薄膜成長の研究と、その薄膜を使った太陽電池の作製に取り組んできました。

いま取り組んでいること:多層一括成膜

太陽電池は何層もの薄い膜を重ねてつくりますが、ふつうは1層ずつ塗っては乾かす作業を繰り返します。最近は、複数の層を1回塗って乾かすだけでまとめてつくる「多層一括成膜」に取り組んでいます。工程を大きく減らすことで、太陽電池をもっと安く・速くつくれるようにすることを目指しています。

正孔輸送材料(自己組織化材料)ペロブスカイト原料/結晶電子輸送材料① 塗った直後透明電極付き基板材料が溶液中に均一に混ざる② 乾燥中透明電極付き基板溶媒の蒸発溶媒が蒸発し、材料が上下へ移動③ 乾燥後透明電極付き基板i層(ペロブスカイト)n層(電子輸送層)p・i・n の3層が積み重なって完成 p層(正孔輸送層)
多層一括成膜のイメージ:1つの液を塗って乾かすと、材料が自然に上下に分かれて3つの層ができます

メンバー

Members

准教授(PI)

石川 良Ryo Ishikawa

所属
埼玉大学 大学院理工学研究科 数理電子情報部門 電気電子物理領域
研究分野
電気電子材料工学/ペロブスカイト太陽電池
経歴
2013年4月 埼玉大学 助教
2026年4月 埼玉大学 准教授
学歴
埼玉大学 理学部 基礎化学科 卒業(2008年)
埼玉大学 大学院理工学研究科 博士前期課程 修了(2010年)
埼玉大学 大学院理工学研究科 博士後期課程 修了(2013年)

学生

学部4年(B4) 4名

研究業績

Publications

論文・解説記事・学会発表などの研究業績は researchmap に掲載しています。

研究設備

Facilities

溶液調製・成膜から、デバイス作製、光学・電気特性評価、耐久性試験までを研究室内で一貫して行える環境を整えています。

実験技術の備忘録は 実験ノウハウ のページにまとめています。

主な設備一覧

分類設備
薄膜作製・加工
雰囲気制御・保管
グローブボックス(真空置換・ガス置換型)計5台(うち2台は真空蒸着装置に直結)、真空蒸着装置、EB蒸着装置(ロードロック付き)、スピンコーター×4台(うち3台はグローブボックス内に設置)、電子天びん×3台(うち2台はグローブボックス内に設置)、卓上半自動印刷機、フィルムアプリケーター、紫外線/オゾン洗浄装置(オゾンキラー付き)、レーザーマーカー、超音波はんだ付け装置、全自動超低湿庫
デバイス評価LEDソーラーシミュレーター、ポータブルソーラーシミュレーター、ソースメーター、分光感度測定装置、ホール効果測定装置、OLED寿命測定システム
分析・計測原子間力顕微鏡(AFM)、紫外可視分光光度計、微細形状測定機、金属顕微鏡
環境・熱処理恒温恒湿槽、真空乾燥器、クールプレート
その他超音波洗浄機×2台、水道水直結型超純水製造装置、ファンクションジェネレーター、オシロスコープ、ロボット掃除機×7台・空気清浄機×7台(全実験室・居室に設置)、強力除湿器×3台

学内共用機器の活用

埼玉大学 科学分析支援センター の機器も積極的に活用し、薄膜の結晶構造・表面形状・組成・光学特性などを多角的に評価しています。

使用実績のある機器型式
卓上型粉末X線回折装置(水平型)D2 PHASER
高速粉末X線回折装置(水平型)D8 ADVANCE ECO
高輝度二次元X線回折装置D8 DISCOVER
顕微レーザーラマン分光光度計inVia
汎用走査型分析電子顕微鏡SU1510
高分解能走査型分析電子顕微鏡S-4800
超高分解能走査型分析電子顕微鏡Regulus-8220
表面形状解析レーザー顕微鏡VK-X3050
接触角測定装置DMs-401
X線光電子分光装置AXIS-NOVA
小型蛍光寿命測定装置Quantaurus-Tau

アクセス

Access

埼玉大学 工学部 電気電子物理工学科棟 3号館
(構内建物配置図 Bエリア・26番の建物)

〒338-8570 埼玉県さいたま市桜区下大久保255

部屋用途
404教員室(石川)4F
401・411学生居室4F
405・409実験室4F
308実験室3F

大学までの交通アクセスは 埼玉大学公式サイト をご覧ください。

埼玉大学 建物配置図
埼玉大学 建物配置図(Bエリアの 26 番が研究室のある建物です。クリックで拡大)

お問い合わせ・研究室配属を考えている方へ

Contact

石川研究室では、ペロブスカイト太陽電池の材料・成膜プロセス・デバイス評価に興味のある学生を歓迎しています。研究室見学は随時受け付けていますので、お気軽にご連絡ください。

共同研究・技術相談についてもお問い合わせください。

連絡先:石川 良(准教授)
E-mail:ryoishikawa[at]mail.saitama-u.ac.jp
※ [at] を @ に置き換えてください