農工大ら，鉛を用いないペロブスカイト太陽電池を作製

東京農工大学と近畿大学理の研究グループは，次世代太陽電池として注目されているペロブスカイト太陽電池の分野において，熱安定な有機物であるグアニジンヨウ化水素酸塩が，ペロブスカイト太陽電池の主原料であるヨウ化鉛とは反応しないにもかかわらず，その代替材料として通常用いられるヨウ化スズとは反応して，太陽電池として動作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の基本となる材料として，無機物であるヨウ化鉛（PbI₃）と有機物であるメチルアミンヨウ化水素酸塩（MAI）とを反応させたMAPbI₃というペロブスカイト構造をとる有機無機ハイブリッド材料を用いた様々な材料が研究開発されている。このうち，ハロゲン化アミン有機材料の一つ，グアニジンヨウ化水素酸塩は，ペロブスカイト太陽電池の主要材料であるヨウ化鉛とは反応しないことが報告されており，有力な材料とはされていなかった。

研究グループは，このグアニジンヨウ化水素酸塩が，通常，ペロブスカイト構造作製の指針とされるトレランスファクターからはヨウ化鉛より不利な，ヨウ化スズと反応したことを発見した。この反応でできた薄膜の可視光吸収，X線回折，および太陽電池動作を確認した。

また，グアニジンヨウ化水素酸塩の熱安定性が高いため，ペロブスカイト太陽電池材料で一般的なメチルアミンヨウ化水素酸塩やホルムアミジンヨウ素酸塩とは異なり，高真空下で精密制御した真空蒸着法による薄膜の形成が可能なことを確認した。

そして，真空蒸着中に液体を同時に蒸発させて結晶成長の制御をおこなう共蒸発分子誘起結晶化法により，ヨウ化スズの結晶粒子の大きさを制御し，非常に低い光電変換効率ではあるものの，太陽電池の短絡電流密度の向上にも成功した。

研究で作製したグアニジンヨウ化水素酸塩とヨウ化スズを反応させて用いた太陽電池の効率は現在のところ非常に低いが，今回得られた知見は，今後，人体に有害な鉛を用いない，安全なペロブスカイト太陽電池の研究開発の促進に役立つことが期待されるとしている。