太陽電池：高効率太陽電池モジュール用の大面積ペロブスカイト膜を溶媒・真空不使用で作製する方法

近年、光電子デバイスへの有機無機ハイブリッドペロブスカイトの使用が急速に進歩しており、ペロブスカイト太陽電池において最高で22％という電力変換効率が報告されている。また、安定性の向上によって、数千時間の単位での動作試験が可能になった。しかし、そのような太陽電池を大規模に展開するには、均一かつ高品質の大面積ペロブスカイト薄膜を作る技術が必要不可欠である。主な課題は、小型デバイスを大面積化する際の電力変換効率の大幅な低下を解消することである。約0.1 cm²という一般的な開口面積を25 cm²以上に拡大すると、20％を超えていたエネルギー変換効率が約10％にまで低下することが分かっている。今回我々は、一般的な溶媒や真空を使用せずメチルアンモニウムハロゲン化鉛ペロブスカイト薄膜を形成させる新しい方法を報告する。この方法は、アミン複合前駆体からペロブスカイト薄膜への高速変換とそれに続く加圧工程を利用するものである。形成させたペロブスカイト薄膜は、ピンホールがなく、非常に均一であった。重要なのは、今回の新しい形成方法は空気中において低温で実施できるため、大面積ペロブスカイトデバイスの製造が容易になることである。我々は、メソ多孔質TiO₂系ペロブスカイト太陽電池モジュール構造について、開口面積36.1 cm²で認証エネルギー変換効率12.1％を達成した。

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