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144cm2のjC積で効率14.5%のペロブスカイト・ソーラーセル

オランダの陵枦澱咼灰鵐宗璽轡▲Sollianceは、144cm2のC積で変換効率が14.5%と高いペロブスカイト構]のソーラーモジュールを開発した(図1)。ペロブスカイト構]の陵枦澱咾蓮≪~機材料で構成する塗布型ソーラーセルであり、最ZR`が]に集まっている。2011Qに小C積だが10%をえるものが発表されて以来、その勢いがあまりにもだからである。

図1  曲げられる~機ペロブスカイト構]陵枦澱咫―儘Z:Solliance


この発表は、オランダのブラバントΔ肇ランダ楾饅j使館が東Bで開した「Brabant Innovation Day」でらかになったもの。Sollianceマネージング・ディレクタのRonn Andriessen(図2)によると、これだけの広いC積で14.5%の効率を達成したのは初めてだとしている。これまでのペロブスカイト陵枦澱咾郎嚢發22.7%とシリコンの単T晶セル並みの効率を達成しているが、その時のC積は小さく、実的ではない。今vは~効C積が144cm2と広く、より実的である。


図2 Sollianceマネージング・ディレクタのRonn Andriessen


ペロブスカイト構]の~機膜は、基本的に塗布で形成するT晶である。処理a度は最j120°Cであるから、基にはガラスだけではなくプラスチックフィルムを使うことも可Δ任△襦このためフレキシブルな形に加工できる。傘やテントに張りけることもできる。Andriessenは、量にはロール・ツー・ロール擬阿使える屬法W価なだけで構成できるため、]コストはx販のシリコンT晶よりもWくできる、と胸を張る。

しかも、この陵枦澱咾魯廛薀好船奪基に塗布で形成できるため、薄く形成でき軽い。このため、曲C形Xの壁や屋根などにも向く。例えばクルマの屋根にkCに敷き詰めることさえ可Δ澄r来のシリコン単T晶あるいはHT晶の陵枦澱咾覆蕾卵にw定し設しなければならないが、塗布型~機陵枦澱咾覆蕁△匹里茲Δ雰喪Xの屬砲任眄できる。いわば、建颪侶喪XにpってDりけることができる。このため次世代の陵枦澱咾噺世錣譴討い襦

k般にペロブスカイト構]の陵枦澱咾蓮△泙坤汽屮好肇譟璽抜韶(PETやプラスチック、ガラスなど)の屬縫丱奪侫〜悄TiO2層など)、さらにペロブスカイト構]をeつ~機膜のPb(CH3NH3)I3、さらに孔輸送膜を形成し透電極をけて完成する。

ペロブスカイト構]はk般に嗟凝にHく見られ、例えば誘電率の高いチタンl(PbTiO3)やチタン┘丱螢Ε燹BaTiO3)のように、立犠Uの単位格子のQ頂点に金錙PbやBa)原子、心にもうkつの金鏝胸Tiを配し、立犠UのC心中央にOを配したT晶構]のk|である。これらの嗟凝T晶と同様に、チタンlのTiに相当する原子(というか~機分子だが)がCH3NH3であり、素Oに相当する霾がIというlだ。

この複雑なT晶構]だが、gのPbI2試薬と、gのCH3NH3I試薬を混合し、溶に溶かして常aで塗布し、そのあと40〜100°CでX処理するだけでuられる。Andriessenによると、厳密には単T晶ではなくHT晶にZいという。ただし、グレインバウンダリの向きにpって電流が流れ、グレインバウンダリを横切って電流が流れることはないため、B^がさほどjきくなく高い効率がuられるのだとしている。

透電極を基笋棒澆院表C笋剖鐡填砲鮟^で形成している。レーザースクライブで]冊Xにセルを構成し、24個のセルを直`接している。このことによってフィルファクタは95.2%と四角いI-V性になっている。このまま接することで電圧や電流容量を高めることができるとしている。また、効率は落ちるが半透のディスプレイの電源にも使えるというデモも見せた。

(2018/04/18)
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