500個以上のFACペロブスカイト太陽電池の長期安定性試験

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• 光起電力

背景:

• ペロブスカイト太陽電池は高効率を提供しますが、長期安定性の問題に悩まされています。
• 商品化のためには、劣化メカニズムの理解が不可欠です。
• 以前の研究では、湿気と光が主な劣化要因であることが強調されています。

研究 の 目的:

• 500個以上のFACペロブスカイト太陽電池の長期安定性を体系的に調査すること。
• 様々なストレス条件下での主な劣化要因を特定すること。
• 組成変更が電池寿命に与える影響を評価すること。

主な方法:

• 様々な光強度とサイクル条件下での長期最大電力点（MPP）追従。
• 湿気に対する耐性のためのAl2O3キャッピング。
• 目視検査、空間的および分光的光度測定。
• 500個以上のテスト済みデバイスの統計分析。

主要な成果:

• Al2O3キャッピングは、湿気による劣化を効果的に軽減します。
• 光が主な劣化ドライバーであることが確認されました。
• 相分離とペロブスカイト/C60界面の劣化が主要な問題として特定されました。
• FAC組成から臭化物イオンを除去すると、安定性が最大5倍（t80寿命）向上します。
• 安定性追跡中のt80寿命とバイアス電圧の間には、線形の相関関係が存在します。

結論:

• 太陽電池の安定性を高めるためには、臭化物イオン含有量、特にペロブスカイト組成の最適化が重要です。
• 相分離と界面の問題によって引き起こされる光誘起劣化は、大きな課題です。
• 大規模サンプルサイズ（>500）の統計分析により、J-V測定と比較して、長期安定性測定に大きなばらつきがあることが明らかになりました。