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太陽電池：非対称自己組織化分子を用いた効率的なペロブスカイト/シリコンタンデム構造
Nature 644, 8078 doi: 10.1038/s41586-025-09333-z
テクスチャーシリコン基板上に、最適な充填配置を有する高度に秩序化され均一に被覆された自己組織化単分子層を実現することは、ペロブスカイト/シリコンタンデム太陽電池の効率をさらに向上させる上で大きな課題である。今回我々は、アンカー基と、カルバゾールコアに隣接するスペーサーを特徴とし、ペロブスカイト/シリコンタンデム太陽電池用の正孔選択層として働く、非対称自己組織化単分子層（HTL201と名付けた）を設計した。HTL201分子は、窒素で結合したホスホン酸基を有する対称な自己組織化単分子層と比較して、立体障害が最小限であり、透明導電酸化物再結合層上の被覆性が向上している。また、HTL201とペロブスカイト膜の間の強い配位相互作用によって、埋もれた界面での非放射再結合が効果的に低減する。特に、ペロブスカイトとHTL201の間で最適化されたエネルギー準位がそろい、ペロブスカイト層の擬フェルミ準位分裂の値の増加が伴うことで、ペロブスカイト/シリコンタンデム太陽電池で約2 Vという優れた電圧が実現でき、その結果、ボトムセルとしてシリコンヘテロ接合太陽電池を用いると最高34.58％の認証電力変換効率が得られた。
