沖縄科学技術大学院大学(OIST)の研究グループは,ペロブスカイトと正孔輸送層にspiro-MeOTADを用いた太陽電池において,spiro-MeOTAD層に針の穴ほどの小さなピンホールが多数存在することを発見した(ニュースリリース)。
ペロブスカイト太陽電池で最も研究されているペロブスカイトとspiro-MeOTADという材料の組み合わせは,従来のシリコン系電池より大幅に安く,その効率も過去数年間で著しく向上しているが,太陽光を電気に変換するペロブスカイトが容易に劣化するという問題があった。
研究グループは,spiro-MeOTAD層に見つかったピンホールが劣化問題の主犯となりうるとしている。このピンホールは光学顕微鏡でも見えないほど小さいものだが,空気中の水分やその他のガス分子が容易に通過でき,薄膜を通して拡散させ,ペロブスカイトを劣化させている可能性がある。
ピンホールはspiro-MeOTAD層の作り方に起因すると考えられる。通常は基板上にスピンコート法で,髪の毛の直径の数分の一という薄い層を形成させる。真空蒸着法でピンホールのない膜を作ることもできるが,この場合実用化にはややコストがつくという問題がある。
研究グループは,低コストを維持しつつピンホールの形成を避ける方法として,たとえば,組成や作製法の微調整,他成分の添加などを検討している。
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