Development of higly stable perovskite solar cells with Ge doping

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14733
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 36020:Energy-related chemistry
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Kogo Atsushi 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (40747870)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ペロブスカイト太陽電池

Outline of Final Research Achievements

Alfa phase of CsPbI3 was stabilized by Ge ion doping. Alfa phase CsPb0.8Ge0.2I3 was yielded by 90 oC anealing. Further the Alfa phase CsPb0.8Ge0.2I3 was stable at room temperature. On the other hand, alfa phase CsPb0.8Ge0.2I3 exhibited phase transition in humid atmosphere. Hence, we developed CuSCN hole transport layers, which is coated on and protect perovskite underlayer.

Free Research Field

物理化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ペロブスカイト太陽電池は、火力発電に近い~10円/kWhの低コスト発電が期待されているが、耐久性が低いため改善が検討されている。CH3NH3PbI3ペロブスカイト結晶のCH3NH3+イオンの代わりに無機カチオンを導入したCsPbI3結晶を光吸収材に用いた研究が行われているが、イオンの分解は抑えられるものの、常温で相転移を起こし太陽電池特性が数時間から数日で低下する。そのため、本研究でGeドーピングを行い、相転移を抑制できたことはペロブスカイト太陽電池の実用化に向けて重要な知見である。