期待のペロブスカイト太陽電池、東大がミニモジュールで効率20.7％の快挙：蓄電・発電危機

東京大学の研究グループが、次世代太陽電池として期待されているペロブスカイト太陽電池のミニモジュールで20％を超える変換効率を達成した。これまでにない成果だという。

[スマートジャパン]

　東京大学の研究グループは2019年7月、ペロブスカイト太陽電池のミニモジュールで20％を超える変換効率を達成したと発表した。

ペロブスカイト太陽電池ミニモジュールの外観 出典：東京大学

　ペロブスカイト太陽電池は現在主流のシリコン系の太陽電池と比較し、高い変換効率と低い製造コストが期待できるため、次世代の太陽電池として注目されている。そのため、世界中で活発に研究開発が進んでいるが、変換効率が20％を上回るのは、ほとんどが小さい面積のセルだった。大面積の直列モジュールの場合、性能のばらつきによって、低い性能の部分にひっぱられてしまうといった要因により、変換効率は18％台にとどまり、20％を上回ることはこれまでなかったという。

　東京大学の研究グループは、これまでにカリウム（K）を添加した有機金属ハライドペロブスカイトを用いた太陽電池で、測定条件によって素子特性が変わってしまうことで生まれるI-Vヒステリシス（I-V測定値の差）を大幅に低減できることを明らかにしてきた。今回さらにペロブスカイトの成膜条件を最適化することで、面積が0.187cm2の単体セルで変換効率22.3％を実現。さらにアクティブエリアが2.76cm2の3直列ミニモジュールを作製し、これで変換効率20.7％を達成した。

　PSCの製造プロセスは、FTO（フッ素を添加した酸化スズ）基板上に、レーザーエッチングでパターンを形成。その後、酸化チタン緻密層と酸化チタンナノ粒子層を積層し、その上にペロブスカイト層を作成した。さらに、ホール輸送層を成膜し、2回目のレーザーエッチングで各セルを切り離しその上に金電極を設置している。

　今後はNEDOプロジェクトの参画企業に今回の研究成果を技術移転し、早期実用化を目指す方針だ。

ペロブスカイト太陽電池の製造プロセスの概要　出典：東京大学