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工学:気相成長による効率の良いプレーナーヘテロ接合ペロブスカイト太陽電池

Nature 501, 7467 doi: 10.1038/nature12509

大規模な太陽エネルギー変換用に多数のさまざまな光起電力技術が開発されつつある。ウエハー上に形成した第一世代の光起電力デバイスに続いて、2層の電荷選択接触の間に挟んだ薄膜固体半導体吸収層と、電荷を発生し、空間的に分離した相に正電荷と負電荷を輸送する分布ヘテロ接合を使ったナノ構造化(あるいはメソ構造化)太陽電池が現れた。ナノ構造化デバイスには多数の材料が使われてきたが、そのようなやり方で高効率薄膜太陽電池を実現するという目標はまだ達成されていない。高効率のナノ構造化デバイス用に有望な材料として、有機金属ハロゲン化物ペロブスカイトが最近報告されている。本論文では、この材料で高い効率を実現するのにはナノ構造化が必要ないことを示す。吸収層として気相成長させたペロブスカイトを組み込んだ簡単なプレーナーヘテロ接合太陽電池は、15%を超える太陽光電力変換効率(シミュレートした全太陽光の下で測定した)を示すことができた。この結果は、ペロブスカイト吸収体は、簡単化したデバイスアーキテクチャーにおいて最高の効率で機能でき、複雑なナノ構造は必要ないことを実証している。

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