高効率で安定した広帯域ペロブスキート太陽電池のための光均質化補助分離緩和技術 (PHASET)
Liming Du1,2, Fangfang Cao3, Rui Meng1,2
1State Key Laboratory of Solidification Processing, Northwestern Polytechnical University, Xi'an, China.
Nature communications
|August 29, 2025
まとめ
ブロードバンドギャップのペロブスキート太陽電池は効率が高くなりますが,相分離に苦しんでいます. 新しい技術であるPHASETにより 安定性と効率性が向上し 高性能のタンデム太陽電池が実現しました
科学分野:
- 材料科学
- 再生可能エネルギー
- 太陽光発電
背景:
- ブロードバンドギャップペロブスキート太陽電池 (PSC) は,タンデム太陽電池 (TSC) でショックリー-クエッサーの限界を上回る可能性を秘めています.
- 照明下での相分離は,PSCの動作安定性の主要な制限です.
- フォトン誘発の相分離のダイナミクスを理解することは,デバイスの長寿を改善するために不可欠です.
研究 の 目的:
- ブロードバンドギャップ (WBG) のペロブスキート太陽電池 (PSC) の光子誘導相分離のダイナミクスを調査する.
- ハリド分離を抑制し,PSCの安定性と効率性を高めるための新しい技術を開発する.
- 安定したWBG-PSCを組み込んだタンデム太陽電池 (TSC) の性能を実証する.
主な方法:
- フォトンの誘導による相分離の動態を研究するためのインサイト顕微鏡の特徴化.
- 光ホモゲニゼーション補助分離緩和技術 (PHASET) の開発で,光浸透と2ThEABr表面受動化が組み合わせられています.
- シングルジャンクションのWBG-PSCと2ターミナルの全ペロブスキートTSCの製造と特徴付け
主要な成果:
- 最初の光浸透はヨウ素の拡散をメタステーブル状態に誘導し,その後分離に対する安定性が増加します.
- PHASET技術はハライド分離を効果的に抑制し,WBG-PSCの効率を20.23% (1.79 eV) に高めます.
- 安定したWBG-PSCは,照明の1200時間後に初期効率の97%を保持しました.
- 二端の全ペロブスキットTSCは28.64%の効率を達成し,1200時間の動作後に77%を維持した.
結論:
- フォトン誘発の相分離ダイナミクスは,WBG-PSCでより安定した分離抵抗状態につながる.
- PHASET技術は,WBG-PSCの効率と長期的な運用安定性を大幅に改善します.
- 安定したWBG-PSCは,高効率で安定した全ペロブスキートタンデム太陽電池に適しています.
