表面偏析と自己組織化を組み合わせたペロブスカイト太陽電池の自発的積層制御技術

5.　p-i-n 3層一括成膜の実現とデバイス特性

最終段階として，p-i一括成膜（自己組織化）とi-n一括成膜（自己偏析）という，二つの異なる物理化学的メカニズムを一つの溶液内で同時に機能させる「多層一括成膜」に挑戦した。

初期の試みでは，SPO 9.0％を記録し，3PATAT-C3のみを添加した対照素子の6.0％を上回ったものの，参照用の順次成膜素子（18.3％）との間には依然として大きな性能乖離が存在した。この要因は，複雑な動的プロセスにおける材料配置の不完全さや，界面パッシベーションの不足にあると考えられた。そこでプロセス条件の最適化を行った結果，最終的にPCE 18.2％，SPO 18.0％を達成した（図6）。これは，一度の塗布と熱処理のみで，順次成膜に匹敵する性能を実現できることを示す画期的な成果である。

6.　おわりに

2017年の「若手研究者の挑戦」掲載時はペロブスカイト層の形成自体に注力していたが，その後，製造工程を見据えたプロセス開発を行った。多層一括成膜プロセスは，ペロブスカイト太陽電池の製造効率を飛躍的に高め，成膜工程を劇的に短縮可能である。これにより設備費用と運転経費を削減する基盤技術になると期待している。

参考文献
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■Spontaneous Layering Control Technology for Perovskite Solar Cells Combining Surface Segregation and Self-Assembly
■Ryo Ishikawa
■University of Saitama, Graduate School of Science and Engineering, Mathematics, Electronics, and Informatics Division, Assistant Professor