効率的かつ安定したペロブスカイト太陽電池およびモジュールのための普遍的な単一分子両機能修飾剤としてのトレオニン

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• 半導体物理学

背景:

• ペロブスカイト太陽電池（PSC）は高い電力変換効率（PCE）を提供しますが、長期安定性に課題があります。
• 酸化スズ（SnO2）はPSCで一般的な電子輸送層（ETL）であり、デバイスの性能と安定性に影響します。
• ETLの表面修飾は、PSCを改善するための重要な戦略です。

研究 の 目的:

• PSCにおけるSnO2 ETLに対するトレオニン修飾の影響を調査すること。
• ペロブスカイト太陽電池のPCEと動作安定性を向上させること。
• 大面積モジュール用のトレオニン修飾SnO2のスケーラビリティを評価すること。

主な方法:

• トレオニン修飾SnO2ナノ粒子の合成。
• 修飾されたSnO2 ETLを使用した小面積（0.06 cm2）ペロブスカイト太陽電池の作製。
• 大面積（10×10 cm2）リジッドおよびフレキシブルペロブスカイト太陽電池モジュールの作製。
• 電力変換効率（PCE）および安定性試験を含む性能特性評価。

主要な成果:

• トレオニン修飾SnO2を用いたペロブスカイト太陽電池は、チャンピオンPCE 24.12%を達成しました。
• トレオニン修飾SnO2 ETLにより、デバイスの安定性が向上しました。
• 大面積リジッドモジュールは18.26%のPCEに達し、フレキシブルモジュールは15.17%のPCEを達成しました。

結論:

• SnO2のトレオニン修飾は、ペロブスカイト太陽電池の効率と安定性の両方を向上させる効果的な戦略です。
• 開発された材料は、高性能のリジッドおよびフレキシブルペロブスカイト太陽モジュールのスケーラブルな製造の可能性を示しています。