エネルギー科学：環境的に持続可能なペロブスカイト太陽電池のための鉛の固定化

ハロゲン化鉛ペロブスカイトは、太陽光発電に有望な半導体材料である。しかし、重金属である鉛イオンの存在は、壊れたセルから環境への有害な漏出の可能性を考慮した場合、そして社会的受容性の観点からも問題になる。さらに、世界各国の鉛使用に関する厳しい法律によって、環境に優しく費用対効果の高い手段による使用済み製品リサイクル戦略の開発の技術革新が促進されてきた。鉛の固定化は、水溶性の鉛イオンを、広いpH範囲や温度範囲にわたって不溶性で生体利用と輸送が不可能な形態に変換し、デバイスが損傷した場合に鉛の漏出を抑制する戦略である。理想的な方法であれば、デバイス性能、製造コスト、リサイクルに大きな影響を及ぼすことなく、十分な鉛キレート化能が確保されるはずである。本論文で我々は、結晶粒分離、鉛錯体形成、構造一体化、漏出鉛の吸着など、ペロブスカイト太陽電池のPb²⁺を固定化する化学的手法を、鉛漏出を最小レベルに抑えることの実現可能性に基づいて分析する。我々は、ペロブスカイト・オプトエレクトロニクスの潜在的環境リスクを確実に評価するためには、標準的な鉛漏出試験と関連数理モデルを確立する必要があることを強調する。

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