Crystalline Si/perobskite triple junction solar cells by mist deposition

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05318
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 29020:Thin film/surface and interfacial physical properties-related
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: Shirai Hajime 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (30206271)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 花尻 達郎 東洋大学, 理工学部, 教授 (30266994) ; 石川 良 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (90708778)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ペロブスカイト薄膜 / 結晶Si系太陽電池 / 中間電極 / 半透明太陽電池 / 正孔輸送層 / SnO2電子輸送層 / ミストCVD

Outline of Final Research Achievements

We attempted to fabricate PSC-based two-junction and N-Si/PSC/PSC three-junction devices using the MoO3/Au/IZO structure. Voc increased to 1.7 V, but Jsc decreased to <20 mA/cm2, and the efficiency was 3-4%. Furthermore, we fabricated a semi-transparent FA0.9Cs0.1PbI1-zBrz device using MoO3/IZO as the intermediate electrode and window material on a Si/PEDOT:PSS/FA0.9Cs0.1PbI3 two-junction device. As a result, we obtained an efficiency of 3-4% (Jsc: 5 mA/cm2, Voc: 1.7 V, FF: 0.3-0.4). The MoO3/IZO stacked structure can be used as the intermediate electrode and window material for the upper element of two- and three-junction devices.

Free Research Field

応用物性、太陽電池

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在ペロブスカイト系薄膜太陽電池は塗布プロセスで高効率が実現されていることから異なるバンドギャップを有する太陽電池の他接合化による高電圧、高効率化が精力的に研究されている。その際中間電極および上部半透明素子の窓層に有望な部材探索およびプロセス技術の開発が必須となる。既存のスピンコート法に対して溶液原料からの気相成長法を利用してMoO3/IZOなどの透明電極および窓層の成膜技術は下地膜への損傷フリーな成膜技術として期待される。またMoO3/IZO積層構造は各種多接合素子の中間電極・窓層としての応用が期待される。