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太陽電池:ペロブスカイト太陽電池向けの、水と熱によって活性化される動的パッシベーション

Nature 632, 8024 doi: 10.1038/s41586-024-07705-5

ペロブスカイト太陽電池をさらに改良するには、製造段階と使用時にペロブスカイト光活性層内のイオン欠陥をより高度に制御する必要がある。今回我々は、水と熱によって活性化される性質を持つ動的共有結合がペロブスカイトを動的に修復してデバイスの性能と安定性を確保する、立体障害尿素/チオカルバメート結合ルイス酸–塩基材料(HUBLA:hindered urea/thiocarbamate bond Lewis acid–base material)を用いたリビング・パッシベーション(living passivation)戦略を報告する。HUBLAは、湿気または熱にさらされると新たな化学物質を生成し、ペロブスカイト内の欠陥をさらに不動態化(パッシベート)する。このパッシベーション戦略によって、25.1%という電力変換効率(PCE)の高性能デバイスが実現された。HUBLAデバイスを窒素中85°Cで約1500時間劣化試験したところ、初期PCE の94%が維持され、空気中85°C、相対湿度30%で1000時間劣化試験した後では、初期PCEの88%が維持された。

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