Article
太陽電池：オールインワンのアスパラギン酸塩ドーピング戦略によって可能になった高効率の全ペロブスカイトタンデム型電池
Nature 624, 7990 doi: 10.1038/s41586-023-06707-z
全ペロブスカイトタンデム型太陽電池には、単接合型太陽電池のショックレー–クワイサー限界を超えるという大きな可能性がある。しかし今のところ、こうした電池の実用化は、全ペロブスカイトタンデム型電池内の混合スズ–鉛（Sn–Pb）狭バンドギャップペロブスカイトサブセルの性能と安定性が基準以下であるという問題によって妨げられている。今回我々は、狭バンドギャップサブセルに着目して、オールインワンのドーピング戦略を開発した。我々は、底部のポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)–ポリ(スチレンスルホン酸)層とバルクのペロブスカイト層の両方に、アスパラギン酸塩酸塩（AspCl）を導入し、次いでさらにAspCl後処理を行った。我々は、単一のAspCl添加剤が、欠陥を効果的に不動態化し、Sn4+不純物を減らして、フェルミエネルギー準位をシフトさせられることをす。加えて、AspCl–Sn/Pbヨウ化物とAspCl–AspClの強い分子結合によって構造が強化されるため、Sn–Pbペロブスカイトの安定性が改善する。最終的に、Sn–Pbペロブスカイト太陽電池にAspClドーピングを行うことによって、単接合型セルでは22.46％、タンデム型電池では27.84％（安定化後27.62％、認証27.34％）の電力変換効率が得られ、N2充填グローブボックス内で2000時間保存した後の保持率は95％であった。これらの結果から、AspClのオールインワン・ドーピングが、単接合型Sn–Pbペロブスカイト太陽電池とそのタンデム型電池の効率と安定性を改善するのに役立つ戦略であることが示唆される。
