京都大学，英オックスフォード大学，分子科学研究所，理化学研究所は，スズを含むSn-Pb系ペロブスカイト半導体の界面構造制御法を開発し，これをボトムセルとして用いることで，オールペロブスカイトのタンデム型太陽電池の高性能化を実現した（ニュースリリース）。
従来のタイプの単接合型のペロブスカイト太陽電池の世界最高の光電変換効率は26.7%と，理論限界に近い値にまで向上している。この単接合型の放射限界を超えて，さらに高い効率が得られる太陽電池として，異なる光電変換領域をもつ複数のセルを組み合わせた多接合太陽電池（タンデム型太陽電池）が脚光を浴びている。
特に，接合する全てのセルがペロブスカイト太陽電池である「オールペロブスカイト型のタンデムセル」の高性能化には，長波長領域の光を光電変換できる狭バンドギャップをもつSn-Pb系ペロブスカイト太陽電池（Eg:~1.25eV）の特性を改善することが重要となっている。
今回研究グループは，独自の添加剤として，アミノ酸基とカルボン酸基を分子内に併せもつフェニルアラニンをSn-Pb系ペロブスカイト半導体の前駆体溶液に用いることで，高品質なSn-Pb系ペロブスカイト半導体膜が作製できる手法を開発した。
各種分光測定の結果と理論計算により，塗布成膜過程でのフェニルアラニンがどのようにペロブスカイトの構成イオンと相互作用し，埋もれたペロブスカイトの下層の界面を選択的に構造制御するのかについて，化学的な視点からそのメカニズムの詳細を解明した。
この手法で得られた高品質なSn-Pb系ペロブスカイト層を用いて作製した，単接合セル，2接合型タンデムセル，および 3接合型タンデムセルの各デバイスでは，それぞれ0.91V，2.22V，および3.46Vの開放電圧が得られ，23.9%，29.7%（認証値29.26%），および28.7%の光電変換効率を達成した。
また，1cm2のサイズの3接合デバイスでも，28.4%（産業技術総合研究所にて27.28%の認証値）の光電変換特性を得ることができたという。さらに研究では，初めて4接合型のペロブスカイトタンデム型デバイスまで作製し，4.94Vもの高い開放電圧と27.9%の光電変換特性が得られることを実証した。
この研究成果は，京大発ベンチャー「エネコートテクノロジーズ」にも技術移転し，高性能のペロブスカイト太陽電池の実用化に向けた開発研究を展開していく予定だとしている。
