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ペロブスカイト太陽電池:メートルスケールのペロブスカイト太陽電池モジュールのためのカルボン酸鉛パッシベーション

Nature 657, 8133 doi: 10.1038/s41586-026-10994-7

環境に敏感なハロゲン化アンモニウムは、ペロブスカイト太陽電池に不可欠な表面パッシベーション剤として登場し、実験室スケールで広く有効な性能を発揮している。しかし、ハロゲン化アンモニウムは湿度に敏感であるため、通常は不活性雰囲気下で操作する必要がある。大面積のスロットダイ塗布時にパッシベーション剤が不均一に分布することも相まって、こうした表面処理技術をメートルスケールのペロブスカイト太陽電池モジュール(PSM)の製造に周囲条件下で適用することは、依然として難しい。今回我々は、その代わりに、化学的に安定なカルボン酸鉛をペロブスカイト膜上でのパッシベーション剤として用いた。この膜は、高飽和蒸気圧(SVP)の溶媒系(2-メトキシエタノール〔2-Me〕、1,3-ジオキソラン〔DOL〕、ジメチルスルホキシド〔DMSO〕からなる)を用いて、ヨウ化ホルムアミジニウム(FAI)に富む表面が自然に形成されるよう設計されている。我々は、個別調整された表面をジオレイン酸鉛(Pb(OA)2)で処理してキャリア輸送と表面パッシベーションを強化することでPSMを作製し、認証変換効率24.0%(開口面積810 cm2)および22.0%(総面積0.72 m2)を達成するとともに、国際電気標準会議(IEC)61215の全ての信頼性試験に合格した。これらの結果は、スケーラブルで産業的に実用可能なペロブスカイト太陽電池(PV)として、これまでに報告された中で最高の性能である。

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