太陽電池：ひずみ調節によってペロブスカイト太陽電池の自然な動作劣化を遅らせる

ペロブスカイト太陽電池（pero-SC）は、ここ10年間で急速に進歩した。しかし、シリコン太陽電池に用いられている耐用年数評価の経験則がpero-SCにも適用可能かどうかを調べる系統的研究はまだほとんどない。pero-SCは暗所における自己修復効果が報告されており、この効果によって昼夜サイクル動作の下で安定性が向上すると考えられている。今回我々は、高効率FAPbI₃ pero-SCの劣化が、自然な昼夜サイクル動作モードでははるかに速いことを見いだし、連続モード試験に基づいてpero-SCの動作寿命を推定する広く受け入れられている方法に疑問を投げ掛ける。我々は、主要な要因が、動作時のペロブスカイトの熱的な膨張と収縮によって引き起こされる格子ひずみであることを明らかにする。この影響は、連続照射モードの下では徐々に緩和されるが、サイクルモード下ではサイクルに同調して繰り返される。このサイクルモード下の周期的格子ひずみが、動作時における深いトラップの蓄積と化学的劣化につながり、イオン移動電位を低下させ、ひいてはデバイス寿命を縮める。フェニルセレネニルクロリドを導入して昼夜サイクル中のペロブスカイトの格子ひずみを調節したところ、26.3％という認証効率が達成され、修飾後のサイクルモード下でピーク効率の80％に到達するのに要する時間（T₈₀）が10倍に向上した。

目次へ戻る