スズペロブスカイト太陽電池の性能向上機構の解明　丸本教授ら

　本研究では電子スピン共鳴を用い、微視的な視点から駆動中のデバイスの内部状態を調べました。

　ペロブスカイト太陽電池は、ペロブスカイト構造を持つ結晶を、正孔輸送層と電子輸送層が挟んだ構造をしています。まず、RPペロブスカイト太陽電池に光を照射しない状態では、正孔輸送層からRPペロブスカイトへ正孔が拡散していることが観測されました。それにより、正孔輸送層とRPスズペロブスカイトの界面に電子の逆流を抑制するエネルギー障壁が形成され、性能向上につながることが分かりました。次に、太陽光照射下では、RPスズペロブスカイトから正孔輸送層へ電子が移動したことが観測されました。これは、紫外線などの短波長の光により生成した高いエネルギーを持つ電子に由来するものだと分かりました。この電子移動により、正孔輸送層とRPズペロベスカイト界面におけるエネルギー障壁が高くなり、デバイスの効率がさらに向上することも分かりました。

　デバイス駆動中における性能向上の仕組みの解明は、高効率で長寿命な太陽電池の開発を進める上で極めて重要で、今後の研究の発展に貢献することが期待されます。