農工大ら,鉛を用いないペロブスカイト太陽電池を作製

著者: sugi

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。

キーワード:

関連記事

  • スタンレー電気など、ライフスタイルのトレンド見本市で次世代ライティングを発信

    スタンレー電気はF-WAVE、ナベル、オカムラ、杉原商店と出展協力し、フランスのパリ・ノール・ヴィルパント国際展示場で2026年1月15日から19日まで開催される、ライフスタイルの最新トレンドを発信する見本市「メゾン・エ…

    2026.01.13
  • 【解説】政府も後押し、ペロブスカイト太陽電池の普及へ加速

    【解説】政府も後押し、ペロブスカイト太陽電池の普及へ加速

    金沢大学の研究グループが大気中で製造可能かつ長寿命のペロブスカイト太陽電池の開発に成功した。従来のペロブスカイト太陽電池は高効率で軽量・低コストといった利点がある一方、水分に弱く耐久性が不足するという課題があった。 今回…

    2026.01.06
  • 編集部が選ぶ2025年の「10大ニュース」 1位は「量子力学100周年」

    オプトロニクス社編集部が選ぶ2025年:光業界10大ニュース  激動の2025年もあとわずか。今年ほどニュースに事欠かない1年はなかった。国内では憲政史上初となる女性首相の誕生をはじめ、株価が5万円超え、コメ高騰、クマ被…

    2025.12.24
  • 金沢大、大気下でも製造可能で、長寿命なペロブスカイト太陽電池の開発に成功

    金沢大学の研究グループは、大気下での成膜による製造と長寿命化を両立したペロブスカイト太陽電池の開発に成功した(ニュースリリース)。 研究グループは、現在主流のシリコン太陽電池が抱える「重い」「価格が高い」という課題を解決…

    2025.12.02
  • マクニカら、タイ亜熱帯環境下でペロブスカイトPVの実証を開始

    マクニカは、タイ SENA Development Public Company Limitedの子会社であるSENA Green Energy Company Limitedと、ペロブスカイト太陽電池(ペロブスカイトP…

    2025.11.26
  • ガラス型ペロブスカイト太陽電池の量産化と実証へ パナソニックHDらがNEDO事業に着手

    パナソニックホールディングス(パナソニックHD)は、AGCおよびパナソニック環境エンジニアリング(環境エンジ)とともにコンソーシアムを組成し、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)が実施する2025年度「グリーン…

    2025.11.19
  • 積水ら,ペロブスカイトPV壁面設置に向けた改良工法

    積水化学工業,積水ソーラーフィルム,NTTデータ,日軽エンジニアリングは,フィルム型ペロブスカイト太陽電池を建物外壁に設置するための改良工法の開発を2025年10月から開始した(ニュースリリース)。 都市部における再生可…

    2025.10.24
  • 三菱電機,次世代太陽電池開発でJAXA公募に選定

    三菱電機は,宇宙航空研究開発機構(JAXA)が実施する宇宙戦略基金第一期の公募テーマの一つである「衛星サプライチェーン構築のための衛星部品・コンポーネントの開発・実証」(分野:衛星等)において,技術開発課題「国産太陽電池…

    2025.08.22

新着ニュース

人気記事

新着記事

  • オプトキャリア