2023 Fiscal Year Annual Research Report

Realizing of long lifetime perovskite solar cells driven in air atmosphere

Research Project

Project/Area Number	20H02838
Research Institution	Kanazawa University
Principal Investigator	當摩哲也金沢大学, ナノマテリアル研究所, 教授 (20415699)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	SHAHIDUZZAMAN MD 金沢大学, ナノマテリアル研究所, 助教 (00822222) 宮寺哲彦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 (30443039) 大平圭介北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40396510)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords	ペロブスカイト太陽電池 / Cat-CVD / a-Si / 耐久性
Outline of Annual Research Achievements	ペロブスカイト太陽電池は25%を超える高い光電変換効率(PCE)と作製コストの低さにより次世代の太陽電池として期待されているが、耐久性が低いことが課題である。大きな原因は有機層のピンホールから侵入した水や酸素によってペロブスカイト結晶が分解することである。この問題を解決するには有機材料を大気安定性の高い無機材料に代替しピンホールのない膜にする必要がある。そこで本研究ではプラズマを発生させず製膜時の損傷が少ない触媒化学気相堆積法(以下Cat-CVD)を用いたa-Siの製膜を検討している。本年度は，ドープ型a-Siは200℃以上の高温で製膜することで導電性を高められるが，MAPbI3は140℃以上では容易に分解してしまうため、100℃以下の温度でも製膜できるドープを行わないi-a-SiをMAPbI3上に製膜した素子を作製した。p-a-Siのときと同様にMAPbI3の表面を被覆できており素子として駆動することに成功したが、PCEが低く耐久性測定はできなかった。そこで、i-a-SiがMAPbI3を十分に被覆し保護できるかを確認するためにMAPbI3上にi-a-Siを製膜したサンプルを水中に浸漬し、溶出した鉛(以下Pb)の濃度を測定した。ICP-AESで測定したところ，膜表面においてMAPbI3の分解やPbの溶出を抑えられることがわかった。水分によって容易に分解するペロブスカイトでも保護できることが示唆され、ペロブスカイト太陽電池への導入により大気安定性の向上が期待される。
Research Progress Status	令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和5年度が最終年度であるため、記入しない。