UCLA、ペロブスカイト系太陽電池の低コスト作製法を開発

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カリフォルニア大学ロサンゼルス校(UCLA)の研究チームが、ペロブスカイト系太陽電池の低コスト作製法を開発した。有機分子の蒸気を利用した溶液プロセスによって、ハロゲン化メチルアンモニウムとハロゲン化鉛からなる有機/無機ハイブリッド型ペロブスカイト薄膜を形成する。変換効率は12%超と報告されている。2013年12月20日付けの Journal of the American Chemical Society に論文が掲載されている。

作製したペロブスカイト系太陽電池セルを手にするUCLAのポスドク研究者 Huanping Zhou 氏 (Photo: UCLA)

これまでのペロブスカイト薄膜の作製法には、大きく分けて、溶液プロセスと真空チャンバを使用する蒸着プロセスの2種類があった。蒸着プロセスは真空を用いるため製造コストが高くなるという問題がある。溶液プロセスは低コストだが、作製できる膜の品質が劣る。

研究チームは今回、基板に無機系材料をコーティングし、これを150℃程度の有機分子の蒸気で処理した。この処理によって有機系材料が無機系材料に浸透することで、表面粗さが小さく、結晶粒径がマイクロオーダーと大きい高品質の多結晶ペロブスカイト薄膜が得られたという。作製した切手サイズのセルの変換効率は12.1%となった。

同プロセスはスケールアップが容易であり、大型のペロブスカイト系太陽電池の量産にも適用できる可能性があるとしている。

近年、ペロブスカイト系太陽電池の研究開発は活発化しており、ここ1年程度の間に変換効率の世界記録がたびたび更新されている。米国立再生可能エネルギー研究所(NREL)の資料によると、現時点でのペロブスカイト系太陽電池の変換効率は、韓国KRICTが報告した16.2%が最高となっている。


UCLAの発表資料

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