キヤノン,ペロブスカイトPV向けの高機能材料を開発

キヤノンは,ペロブスカイト太陽電池の耐久性および量産安定性を向上させることが期待される高機能材料を開発した(ニュースリリース)。

脱炭素社会の実現に向けた有効な手段の一つとして,太陽電池の利用拡大が進んでいる。現在の主流となっているシリコン型太陽電池は,家庭用から事業用まで多くのソーラーパネルで採用されているが,ガラスなどを基板に用いるため,重量に耐えられる強度のある場所にしか設置できないことが課題に挙げられている。

これに代わるペロブスカイト太陽電池は,次世代の太陽電池として注目されている。軽量で曲げられるほか,室内光でも発電できるため,シリコン型と比較して設置の自由度が高くなる。さらに,大掛かりな製造装置を必要としないため,設備投資コストの抑制も期待されている。

しかし,ペロブスカイト層(光電変換層)中の結晶構造は,大気中の水分,熱,酸素などの影響を受けやすく,耐久性が低いことが知られている。また,大面積のペロブスカイト太陽電池は量産安定性が低いという課題がある。

これらの課題を解決するには,光電変換層を被覆する膜の必要性が認識されている。そこで同社は,複合機やレーザープリンターの基幹部品である感光体の開発を通して培ってきた材料技術を応用し,光電変換層を被覆する高機能材料を開発した。

この材料は,従来の材料では難しかった,高い光電変換効率を維持しながら光電変換層を厚く被覆できることが特長。従来の被覆層は数十nm程度であるのに対し,この材料は100-200nmで被覆ができる。

具体的には,開発した高機能材料を光電変換層に被覆することで,結晶構造中の材料の分離を抑制し,ペロブスカイト太陽電池の耐久性向上に貢献する。また,この材料は半導体特性を有するために高い光電変換効率を維持しながら厚く被覆することが可能で,量産安定性向上にも期待できるという。

同社はペロブスカイト太陽電池の発明者である桐蔭横浜大学の宮坂力特任教授らとの共同研究を通じて性能評価を行なった結果,この材料がペロブスカイト太陽電池の耐久性向上に寄与する可能性が実証され,量産安定性の向上も期待できることを確認したという。

同社はペロブスカイト太陽電池の量産に取り組む企業との協業を目指して,2024年6月にこの材料のサンプル出荷を開始する。今後,さらなる技術開発を進め,2025年の量産開始を目指すとしている。

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