ワンステップ法とツーステップ法で製造されたFAMAPbI3ペロブスカイト太陽電池のプロセス依存性能

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• 太陽光発電

背景:

• ホルムアミジニウムメチルアンモニウム鉛ヨウ化物（FAMAPbI3）ペロブスカイト太陽電池（PSC）は、次世代の太陽光発電として有望である。
• PSCの性能と安定性を向上させるためには、製造プロセスの最適化が不可欠である。

研究 の 目的:

• 1ステップ法（グローブボックス）と2ステップ法（常温空気中）を用いて作製されたPSCの性能と安定性を比較すること。
• FAMAPbI3 PSCの効率と耐久性に影響を与える主要因を特定すること。

主な方法:

• 最適化された1ステップ法および2ステップ法によるFAMAPbI3 PSCの作製。
• 光学および電気的分析（PL、TRPL、暗電流、SCLC）を用いた特性評価。
• 500時間の連続照射下での安定性試験。

主要な成果:

• 2ステップ法で製造されたフィルムは、より大きな結晶粒、良好な結晶性、および低いトラップ密度を示し、光吸収と電荷輸送を向上させた。
• 1ステップ法で製造されたフィルムは、より小さな結晶粒、高い欠陥密度、および湿気感受性を示し、再結合を促進した。
• 2ステップ法PSCは、1ステップ法デバイス（18.90%）よりも高い効率（21.34%）と良好な長期安定性（残存効率83%）を達成した。

結論:

• 常温空気中での2ステップ作製法は、高品質のFAMAPbI3フィルムを製造するのに効果的である。
• プロセス-構造-特性の関係は、スケーラブルで高効率なPSC開発にとって重要である。
• 2ステップ法は、安定した効率的なペロブスカイト太陽電池を実現するための実行可能な経路を提供する。