NIMS、ペロブスカイト太陽電池で変換効率18.2%達成

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物質・材料研究機構(NIMS)太陽光発電材料ユニットの研究グループは、ペロブスカイト太陽電池の標準面積(1cm2)のセルで、18%を超える変換効率を達成した。データは、産業技術総合研究所(産総研)太陽光発電研究センター評価・標準チームによって確認された。米国フェニックスで開かれる国際会議(2016 MRS Spring Meeting & Exhibit、2016年3月28日~4月1日)において成果発表が行なわれる。

ペロブスカイト太陽電池の構造(出所:NIMS)

ペロブスカイト太陽電池の構造(出所:NIMS)

産総研・太陽光発電研究センターが評価したペロブスカイト太陽電池の電流-電圧特性(出所:NIMS)

産総研・太陽光発電研究センターが評価したペロブスカイト太陽電池の電流-電圧特性(出所:NIMS)

 
ペロブスカイト層の混合カチオンの比を調整し、ヨウ素を一部臭素に置き換えることで、良質なペロブスカイト層の結晶粒子を得ることに成功した。これにより、光照射で形成された電子とホールを効率よく取り出すことが可能になり、短絡電流密度を21mA/cm2以上に増大させることに成功した。さらに、ペロブスカイト層と電子輸送層などの各層の膜厚を正確に制御し、太陽電池内部の電気抵抗を減らすことで変換効率の大幅な向上を実現し、変換効率18.2%を達成した。今後は、さらなる高性能キャリア輸送材料や、太陽光の波長をより広く利用するペロブスカイト材料の開発を進めるとともに、ペロブスカイト太陽電池の界面制御によって、多結晶シリコン太陽電池のセル変換効率(約20%)を超えることを目標にするという。


NIMSの発表資料

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