NIMS、新規添加剤の開発によるペロブスカイト太陽電池の安定性向上に成功

国立研究開発法人 物質・材料研究機構 (NIMS)は、エネルギー・環境材料研究拠点の研究グループが、ペロブスカイト太陽電池のホール輸送層に用いる新規添加剤を開発し、安定性を大幅に向上させることに成功したと発表した。

これは、ペロブスカイト太陽電池の変換効率について、暗所保存では1000時間を経ても性能の劣化が見られず、連続光照射下においても、初期効率の85％まで劣化するのに要する時間は従来の添加剤より6倍長くなったことから、安定性の大幅な改善が見られたとするもの。

これまで、ペロブスカイト太陽電池は、光照射のない状態でも劣化が進み、変換効率が低下するという安定性の低さが課題となっていたが、今回その安定性が向上したことによって、今後、実用化への取り組みが加速すると期待されている。

今回の研究では、順セル構造のホール輸送層に用いるピリジン系の添加剤TBPと、ペロブスカイト材料が化学反応を起こすことが安定性を低下させる大きな原因となっていることを解明、また、その化学反応は、主にピリジン環にある窒素原子とペロブスカイト結晶の間で生じることが判明した。

そこで、この反応を防ぐために、窒素原子の隣接位置にアルキル基を導入することで、2つの反応原子が空間的に近づくことを防ぐことが可能となり、この化学反応の抑制に成功した。

その結果、今回開発した、アルキル基のついた新規ピリジン誘導体を用いたペロブスカイト太陽電池は、暗所において1000時間を経ても性能の低下が認められず、また連続光照射下においても、初期の変換効率から85％まで劣化する時間が、25時間弱から150時間まで伸ばすことに成功し、安定性が6倍以上改善したものである。

NIMSでは、今後、引き続き安定性に影響を及ぼす原因を究明し、新規材料の開発を行うことで、ペロブスカイト太陽電池の早期の実用化を目指していく。

（画像はプレスリリースより）




国立研究開発法人 物質・材料研究機構 (NIMS)
http://www.nims.go.jp/news/press/2016/10/201610060.html