太陽電池：高耐久性全無機ペロブスカイトタンデム太陽電池

有機カチオン（メチルアンモニウムやホルムアミジニウムなど）を無機カチオン（Cs⁺など）で置換することによって作製される全無機ペロブスカイトは、ペロブスカイト太陽電池（PSC）の長期光安定性や熱安定性を向上させるための効果的な考え方である。従って、無機ペロブスカイトタンデム太陽電池（IPTSC）は、効率のボトルネックを打破し、安定性の問題に対処するのに有望な候補でもある。しかし、膜形成に難点があり、スズカチオンによって深いトラップ状態が誘起されるため、2端子（2T）IPTSCの作製には課題が残っている。今回我々は、p-トルエンスルホニルヒドラジド（PTSH）による配位子進化（LE）戦略を用いて、膜形成を調節し、無機狭バンドギャップ（NBG）ペロブスカイトにおける深いトラップを除去し、2T IPTSCの開発の成功を可能にした。その結果、1.31 eV CsPb_0.4Sn_0.6I₃:LEデバイスにおいて、17.41％という記録的効率が得られた。1.92 eV CsPbI₂Brトップセルと組み合わせることで、2T IPTSCは、チャンピオン効率22.57％（認証効率21.92％）を示した。さらに、最大電力点（MPP）追従の下で優れた耐久性をもたらすようIPTSCを設計したところ、65℃で1510時間および85℃で800時間、初期効率の80％が維持された。我々は、LEが無機NBGペロブスカイトを成長させるために複数の役割を丹念に利用していることを明らかにするとともに、今回の研究が高効率かつ安定なIPTSCを開発するための本質を捉えた指針をもたらすと予想する。

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