2025/12/16 更新

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ウエオカ ナオキ
上岡 直樹
UEOKA Naoki
所属
大学院工学研究科 化学システム工学専攻 材料化学 助教
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 マテリアル工学科
職名
助教
連絡先
メールアドレス

学位 3

  1. 博士(工学) ( 2021年3月   滋賀県立大学 ) 

  2. 修士(工学) ( 2018年3月   滋賀県立大学 ) 

  3. 学士(工学) ( 2017年3月   滋賀県立大学 ) 

研究キーワード 3

  1. 有機-無機ハイブリッド材料

  2. ペロブスカイト太陽電池

  3. カーボンナノチューブ

現在の研究課題とSDGs 1

  1. カーボンナノチューブを用いた有機系太陽電池

経歴 4

  1. 名古屋大学   大学院工学研究科化学システム工学   助教

    2023年5月 - 現在

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    国名:日本国

  2. プライムアースEVエナジー株式会社   NiMH技術部総括・電池解析G   研究員

    2021年4月 - 2023年4月

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    国名:日本国

  3. ワールドインテックR&D事業部   研究員

    2021年4月 - 2023年4月

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    国名:日本国

  4. 日本学術振興会   特別研究員(DC2)

    2019年4月 - 2021年3月

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    国名:日本国

学歴 3

  1. 滋賀県立大学   工学研究科   先端工学専攻

    2018年4月 - 2021年3月

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    国名: 日本国

  2. 滋賀県立大学   工学研究科   材料科学専攻

    2017年4月 - 2018年3月

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    国名: 日本国

  3. 滋賀県立大学   工学部   材料科学科

    2013年4月 - 2017年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 3

  1. 日本化学会   正会員

    2024年11月

  2. フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会   正会員

    2024年3月

  3. 応用物理学会   正会員

    2023年7月

委員歴 1

  1. 応用物理学会若手チャプター   太陽光エネルギー変換機能材料・デバイス開発研究会, 実行員  

    2024年3月   

 

論文 6

  1. Metal-Free Inverted Perovskite Solar Cells with N-DMBI-Doped Single-Walled Carbon Nanotubes for Enhanced Charge Transport

    Ueoka, N; Hidayat, AS; Oshima, H; Hijikata, Y; Matsuo, Y

    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES   17 巻 ( 47 ) 頁: 64796 - 64807   2025年11月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:ACS Applied Materials Interfaces  

    4-(1,3-Dimethyl-2,3-dihydro-1H-benzimidazol-2-yl)-N,N-dimethylaniline (N-DMBI) was employed as an n-dopant for single-walled carbon nanotube (SWCNT) thin films, enabling the fabrication of an inverted perovskite solar cell with the structure ITO/hole transport layer (HTL)/CH3NH3PbI3/6,6-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM)/N,N'-bis[3-(dimethylamino)propyl]perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic diimide (PDIN)/N-DMBI-doped SWCNT. This structure eliminates the need for conventional metallic back electrodes. When poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrenesulfonate (PEDOT:PSS) was used as HTL, a power conversion efficiency of 9.9% was achieved. Substituting PEDOT:PSS with poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine] (PTAA) further improved the PCE to 10.1%. The long-term stability of the device was evaluated under a nitrogen atmosphere for 50 days. The PCE of devices with Ag electrodes decreased by 50%, whereas those with SWCNT electrodes retained 90% of their initial performance. N-DMBI doping of SWCNT thin films reduced the sheet resistance from 73.4 Ω/sq to 32.6 Ω/sq and shifted the ionization potential to a shallower value. Furthermore, the Seebeck coefficient changed from +65.7 μV/K to -22.5 μV/K, confirming the successful formation of n-type SWCNTs. X-ray photoelectron spectroscopy revealed that doping with N-DMBI or PDIN effectively removed oxygen and water molecules from the SWCNT surface. This study introduced PDIN as an interfacial layer between PCBM and the SWCNTs, preventing direct contact between these layers. This structure exhibited J-V characteristics with reduced losses in open-circuit voltage and fill factor by suppressing carrier traps.

    DOI: 10.1021/acsami.5c18054

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  2. n-Type doped SWCNT films prepared using organophosphorus compounds as cathodes in inverted perovskite solar cells

    Hidayat, AS; Ueoka, N; Shimamoto, M; Huda, M; Oshima, H; Hijikata, Y; Muraoka, A; Nonoguchi, Y; Matsuo, Y

    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A     2025年10月

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  3. Spray-coated carbon nanotubes as alternatives to ITO electrodes for inverted perovskite solar cells Open Access

    Ueoka, N; Yagisawa, M; Oshima, H; Higuchi, K; Hijikata, Y; Matsunaga, M; Ohno, Y; Lin, HS; Matsuo, Y

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   64 巻 ( 4 )   2025年4月

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    出版者・発行元:Japanese Journal of Applied Physics Part 1 Regular Papers and Short Notes and Review Papers  

    To fabricate a uniform spray-coated single-walled carbon nanotubes (wet-CNT) film as a replacement for an indium tin oxide substrate, a combination of ultrasonic treatment, centrifugation, and filtration was employed and systematically evaluated. Filtration effectively reduced carrier trap density, enabling to the fabrication of inverted perovskite solar cells with a glass/CNT/PEDOT:PSS/CH<inf>3</inf>NH<inf>3</inf>PbI<inf>3</inf>/C<inf>60</inf>/Ag structure. Furthermore, the wet-CNT film with vapor-transferred HNO<inf>3</inf> doping as a p-dopant, a significantly deeper energy level shift compared to the vapor deposition process based carbon nanotube (dry-CNT) film, likely due to water molecules on the CNT surface facilitating oxidation through interactions with HNO<inf>3</inf>. On the other hand, when AuCl<inf>3</inf>/IPA was employed as a dopant, the dry-CNT film, exhibited a greater energy level shift, attributed to the hydrophobic surface retaining Au<sup>3+</sup> ions more effectively.

    DOI: 10.35848/1347-4065/adc463

    Open Access

    Web of Science

    Scopus

  4. Heptamethine Cyanine Dye-Doped Single-Walled Carbon Nanotube Electrodes for Improving Performance of HTL-Free Perovskite Solar Cells 査読有り Open Access

    Cai, MG; Watanabe, A; Xu, ZY; Zhai, YC; Hidayat, AS; Ueoka, N; Huda, M; Higuchi, K; Kauppinen, EI; Funabiki, K; Matsuo, Y

    MOLECULES   30 巻 ( 1 )   2025年1月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Molecules  

    Perovskite solar cell (PSC) technology holds great promise with continuously improving power conversion efficiency; however, the use of metal electrodes hinders its commercialization and the development of tandem designs. Although single-walled carbon nanotubes (SWCNTs), as one-dimensional materials, have the potential to replace metal electrodes in PSCs, their poor conductivity still limits their application. In this study, the near-infrared (NIR)-absorbing anionic heptamethine cyanine dye-doped SWCNTs functioned in a dual role as an efficient charge-selective layer and electrode in PSCs. Benefiting from the improvement in conductivities and matched energy level of doped-SWCNT, the dual-role SWCNT electrodes applied to PSCs achieved a better performance than the undoped PSCs with a higher short circuit current (J<inf>SC</inf>) and fill factor (FF).

    DOI: 10.3390/molecules30010060

    Open Access

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  5. Facile Doping of 2,2,2-Trifluoroethanol to Single-Walled Carbon Nanotubes Electrodes for Durable Perovskite Solar Cells 査読有り Open Access

    Ueoka, N; Hidayat, AS; Oshima, H; Hijikata, Y; Matsuo, Y

    PHOTOCHEM   4 巻 ( 3 ) 頁: 319 - 333   2024年9月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Photochem  

    Perovskite solar cells with an indium tin oxide (ITO)/SnO<inf>2</inf>/CH<inf>3</inf>NH<inf>3</inf>PbI<inf>3</inf>/Spiro-OMeTAD/2,2,2-trifluoroethanol (TFE) doped single-walled carbon nanotube (SWCNT) structure were developed by dropping TFE onto SWCNTs, which replaced the metal back electrode, and a conversion efficiency of 14.1% was achieved. Traditionally, acidic doping of the back electrode, SWCNT, has been challenging due to the potential damage it may cause to the perovskite layer. However, TFE has facilitated easy doping of SWCNT as the back electrode. The sheet resistance of the SWCNTs decreased and their ionization potential shifted to deeper levels, resulting in improved hole transport properties with a lower barrier to carrier transport. Furthermore, the Seebeck coefficient (S) increased from 34.5 μV/K to 73.1 μV/K when TFE was dropped instead of EtOH, indicating an enhancement in the behavior of p-type charge carriers. It was observed that hydrophilic substances adhered less to the SWCNT surface, and the formation of PbI<inf>2</inf> was suppressed. These effects resulted in higher conversion efficiency and improved solar cell performance. Furthermore, the decrease in conversion efficiency after 260 days was suppressed, showing improved durability. The study suggests that combining SWCNTs and TFEs improves solar cell performance and stability.

    DOI: 10.3390/photochem4030019

    Open Access

    Web of Science

    Scopus

  6. Evaporable Indano[60]fullerene Ketone for the Electron Transport Layer of Inverted Perovskite Solar Cells 査読有り

    Matsuo, Y; Ishikawa, S; Amada, H; Yokoyama, K; Shui, QJ; Huda, M; Ueoka, N; Lin, HS

    CHEMISTRY LETTERS   52 巻 ( 8 ) 頁: 685 - 687   2023年8月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Chemistry Letters  

    An evaporable fullerene derivative, indano[60]fullerene ketone, was vacuum-deposited to serve as the electron transport layer in inverted perovskite solar cells. The amorphous nature of the deposited film and the ketone functional group of this fullerene derivative were considered favorable for decreasing the film thickness of the electron transport layer and eliminating the need for a bathocuproine buffer layer.

    DOI: 10.1246/cl.230217

    Web of Science

    Scopus

    CiNii Research

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書籍等出版物 1

  1. ペロブスカイト太陽電池の開発技術と最新実用化指針(監修: 池上和志,編集: 宮坂力)

    上岡直樹,松尾豊( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 単層カーボンナノチューブと2,2,2-トリフルオロエタノールを用いた耐久性が高いペロブスカイト太陽電池)

    技術教育出版社  2025年1月 

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    総ページ数:194   担当ページ:27-35   記述言語:日本語 著書種別:学術書

講演・口頭発表等 4

  1. Effect of 2,2,2-Trifluoroethanol Doping on Single-Walled Carbon Nanotube Electrodes for Durable Perovskite Solar Cells 国際会議

    Naoki Ueoka, Achmad Syarif Hidayat, Hisayoshi Oshima, Yoshimasa Hijikata, Yutaka Matsuo

    2024 KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics  2024年8月29日 

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    開催年月日: 2024年8月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:大韓民国  

  2. CNT電極を用いた高耐久性ペロブスカイト太陽電池 招待有り

    上岡直樹、Achmad Hidayat、大島 久純、土方 啓暢、松尾 豊

    日本化学会第105春季年会(2025) シンポジウム イノベーション共創プログラム 実用化に近づく次世代太陽電池とさらなる基盤技術開発  2025年3月26日 

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    開催年月日: 2025年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:関西大学千里山キャンパス   国名:日本国  

  3. カーボンナノチューブ薄膜電極を用いたペロブスカイト太陽電池 招待有り

    上岡直樹

    第85回CVD研究会  2025年12月9日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:あいちウインク   国名:日本国  

  4. Metal-Free Perovskite Solar Cells Using Doped SWCNT Thin-Film Electrodes

    Naoki Ueoka

    2nd International Symposium on Emerging Research in Advanced Materials (ISERAM-2)  2025年12月10日 

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    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:Nagoya University   国名:日本国  

Works(作品等) 1

 

担当経験のある科目 (本学) 12

  1. 学生実験1

    2023

  2. 先端物理化学演習1

    2023

  3. 学生実験2

    2023

  4. 先端物理化学演習2

    2023

  5. 学生実験1

    2024

  6. 先端物理化学演習1

    2024

  7. 学生実験2

    2024

  8. 先端物理化学演習2

    2024

  9. 学生実験1

    2025

  10. 先端物理化学演習1

    2025

  11. 学生実験2

    2025

  12. 先端物理化学演習2

    2025

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