太陽電池：調整された2Dペロブスカイトを用いた全ペロブスカイトタンデムにおけるコンタクトの均一化
Nature 635, 8040 doi: 10.1038/s41586-024-08158-6
スケーラブルな全ペロブスカイトタンデム太陽電池の作製は、ペロブスカイト太陽電池モジュールの商業化に魅力的な手段と考えられている。しかし、1 cm2スケールの全ペロブスカイトタンデム太陽電池の認証効率は、小面積（約0.05 cm2）のものに比べて後れを取っている。この性能不足は、大スケールでのワイドバンドギャップ（WBG）ペロブスカイト太陽電池（PSC） の不均一性に起因する。この不均一性は、下部界面やペロブスカイトバルク自体の中で導入されることが知られている。今回我々は、この不均一性の別の重要な起源が、電子輸送層（ETL、C60）の堆積時に形成される上部界面であることを明らかにした。一方、ETL界面の不良もまた、デバイス性能の顕著な制限となる。我々は、4-フルオロフェネチルアミン（F-PEA）と4-トリフルオロメチル-フェニルアンモニウム（CF3-PA）の混合物を導入して、調整された2Dペロブスカイト層（TTDL）を形成することよって、この問題に取り組んだ。TTDLにおいて、F-PEAは表面で2Dペロブスカイトを形成して接触損失と不均一性を低減させ、CF3-PAは電荷の取り出しと輸送を強化する。結果として、平方センチメートルスケールの1.77 eV WBG PSCにおいて、1.35 Vという高い開回路電圧（Voc）と20.5％という効率が実証された。我々は、ナローバンドギャップ（NBG）のペロブスカイトサブセルと積層することによって、面積1.05 cm2の全ペロブスカイトタンデム太陽電池で、これまで報告された中で最高の効率28.5％（認証効率28.2％）を実現したことを報告する。今回の研究は、PSCのスケールアップには上部ペロブスカイト/ETLコンタクトの処理が重要であることを示している。
