ペロブスカイト太陽電池の性能と寿命を向上させる新しい分子処理法が発表される

Tokyo香港科技大学の研究者たちは、新しい手法を用いてペロブスカイト太陽電池の性能と耐久性を向上させることに成功しました。彼らはアミノシラン化合物による特別な処理を行い、電池の品質と性能を著しく改善しました。

ペロブスカイト太陽電池は、太陽光を電気に変える新しい技術です。従来のシリコンベースの太陽電池とは異なり、ペロブスカイト電池は特有の結晶構造により、より効率的に光を吸収して変換できます。しかし、これらは安定性や欠陥の問題を抱えることが多いです。HKUSTのチームは、これらの欠陥を修正し、材料の安定性を高めるパッシベーションというプロセスに取り組みました。

彼らの研究結果の主なポイントは以下の通りです：

• アミノシラン系分子を使用したパッシベーション。
• 光ルミネッセンス量子収率（PLQY）の改善による材料欠陥の減少。
• さまざまなバンドギャップに対する高い開放電圧と効率。
• 1,500時間の試験後でも高性能を維持する優れた耐久性。

研究チームは、一次、二次、三次アミンおよびそれらの混合物を利用することで、ペロブスカイト薄膜の品質を大幅に向上できることを発見しました。「ex-situ」および「in-situ」方法の両方を用いて、これらの分子がペロブスカイトとどのように相互作用するのかを調べ、どのアミンが<強>PLQY<強>を最も向上させるかを特定しました。簡単に言うと、欠陥が少ないほど効率と耐久性が高まります。

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この新しいパッシベーション法は、性能を向上させるだけでなく、現在の製造プロセスにも適しています。これは半導体製造で使用されるHMDSプライミングプロセスに似ており、大規模な生産にも容易に活用できることを示しています。

ベンチマークの結果、彼らの成果は最高水準にあり、高い開放電圧と低い光電圧損失が確認されました。最高性能のセルは、長期間の老化試験後も高い効率と電力変換を維持しました。これは、時間が経っても効率を維持することが商業的成功にとって重要であるため、大変意義のあることです。

この方法により、より優れたタンデム型太陽電池を作ることが可能です。これらの電池は、より多くの太陽光を吸収するためにいくつもの層があります。アミノシラン処理はこれらの電池をより安定し効率的にし、広く普及しやすくします。

オックスフォード大学とシェフィールド大学の専門家と協力したチームの研究は、その発見をより重要で有用なものにしています。この発見は、再生可能エネルギー技術の向上に寄与する、より優れた、耐久性のある、そしてより手頃な価格のペロブスカイト太陽電池の開発に繋がる可能性があります。