テクノロジー?材料
高効率ペロブスカイト太阳电池の劣化机构を分子レベルで解明 ?低コスト长寿命な製品开発に贡献?
（Image by Iaremenko Sergii/Shutterstock）
ペロブスカイト太阳电池は最近注目されている高効率な次世代の太阳电池です。しかし、分子レベルのミクロな観点からの劣化机构が不明で、太阳电池の长寿命化の妨げとなっていました。
本研究では、电子スピン共鸣を活用し、従来の手法では困难であったペロブスカイト太阳电池の劣化机构を分子レベルで解明することに成功しました。独自に开発した太阳电池の构造を活用し、电子スピン共鸣と太阳电池の性能を同时に计测する、世界初开発の测定手法を用いた成果です。
この手法による计测の结果、太阳电池が动作している状态で、太阳电池の内部の电荷状态（スピン状态）の変化が太阳电池の性能（电流や电圧）と强く相関していることを见出しました。そして、太阳电池の性能の変化は、太阳电池の构成材料である正孔输送层の电荷状态の変化に由来することを明らかにしました。この変化は太阳电池の电流の増加や低下と电圧の低下を生じさせます。
また、太阳光に含まれる紫外光がペロブスカイト太阳电池の正孔输送层のドーピング効果を劣化させていることも分かりました。紫外光照射下で电子输送层に生じた电子が、本来起こってはならない正孔输送层へ移动し、その移动が暗状态でも持続的に生じていることを示しました。
本研究チームの开発した手法により、太阳电池の性能の劣化を防ぐために必要な、これまでにない分子レベルの情报を提供することが可能となりました。
今后、本手法で得られた分子レベルの情报を基にすることで、低コスト、高効率かつ长寿命な太阳电池の製品开発が効率よく进むことが期待されます。