本研究の成果

・二次元ペロブスカイト層のBサイト部分のメチルアミンをホルムアミジンに替えることで、垂直配向性が向上
・ペロブスカイト層の間にある有機層にカルボキシ基による水素結合部位を導入することにより、さらに垂直配向性が向上

上智大学理工学部物質生命理工学科の竹岡裕子教授らの研究チームは、二次元ペロブスカイト層の基板に対する垂直配向性を向上させることに成功しました。これによって、次世代太陽電池特性および安定性向上の実現が期待できます。

背景

有機・無機ペロブスカイト化合物は、2009年に桐蔭横浜大学の宮坂力教授によって、太陽電池の新規吸収材料として報告されました。2012年以降、発電効率が急速に改善され、現在では22％を達成。現在では世界における太陽電池開発の主役ともいえる存在となっています。
太陽電池の開発において、現在の主な研究対象である三次元ペロブスカイト化合物は、耐湿性に問題がありますが、二次元ペロブスカイト化合物はより安定性に優れます。しかしながら、基板に対してペロブスカイト層が水平に配向するため、電気が流れにくいという欠点がありました。今回垂直配向性が向上し、電気が流れやすくなることにより、ペロブスカイト太陽電池の安定性向上ならびに長寿命化への貢献が期待できます。

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