エネルギー科学：2層界面パッシベーションを用いたペロブスカイト/シリコンタンデム太陽電池

2端子のモノリシックなペロブスカイト/シリコンタンデム太陽電池には、それぞれに対応する単接合太陽電池と比較して、電力変換効率に非常に大きな利点があることが実証されている。しかし、ワイドバンドギャップのペロブスカイト/電子輸送層界面での界面再結合を、その優れた電荷輸送性能を損なわずに抑制することは、依然としてペロブスカイト/シリコンタンデム太陽電池の大きな課題となっている。今回我々は、ナノスケールのフッ化リチウム超薄層を離散的に分布させ、次いでジアンモニウムジヨージド分子をさらに堆積させることによって、効率的な電子取り出しと非放射再結合のさらなる抑制を兼ね備えた、2層を絡み合わせたパッシベーション戦略を考案した。我々は、チョクラルスキー法で作られた2重テクスチャーのシリコンヘテロ接合セル上に、ペロブスカイト/シリコンタンデムデバイスを作製した。このセルは、軽度にテクスチャー加工された前面と重度にテクスチャー加工された裏面を特徴とし、これが、光電流の増加と裏面パッシベーションの保持を同時に実現する。結果として得られたペロブスカイト/シリコンタンデムは、独立認証された33.89％という安定化電力変換効率を実現するとともに、83.0％という非常に優れた曲線因子と、ほぼ1.97 Vという開放電圧を示した。これは我々の知る限り、2接合タンデム太陽電池の認証効率が、単接合のショックレー–クワイサー限界値である33.7％を超えた初めての例である。

目次へ戻る