水と熱で活性化される動的パッシベーション技術によるペロブスカイト太陽電池の性能向上

核心概念

ペロブスカイト太陽電池の性能と安定性を向上させるための動的パッシベーション技術の開発

摘要

本研究では、水と熱で活性化される動的共有結合材料(HUBLA)を用いた新しいパッシベーション戦略を報告している。HUBLA は、ペロブスカイト層の ionic defects を動的に修復することができる。

湿気や熱に曝されると、HUBLAは新しい修復剤を生成し、ペロブスカイト中の欠陥をさらにパッシベーションする
この手法により、25.1%の高い変換効率を達成した
窒素雰囲気下85°Cで1500時間の劣化試験では初期効率の94%を維持
85°C、30%RHの大気中で1000時間の劣化試験でも初期効率の88%を維持

統計資料

ペロブスカイト太陽電池の変換効率が25.1%に達した
窒素雰囲気下85°Cで1500時間の劣化試験では初期効率の94%を維持した
85°C、30%RHの大気中で1000時間の劣化試験でも初期効率の88%を維持した

引述

"Upon exposure to moisture or heat, HUBLA generates new agents and further passivates defects in the perovskite."
"This passivation strategy achieved high-performance devices with a power conversion efficiency (PCE) of 25.1%."
"HUBLA devices retained 94% of their initial PCE for approximately 1500 hours of aging at 85 °C in N2 and maintained 88% of their initial PCE after 1000 hours of aging at 85 °C and 30% relative humidity (RH) in air."

從以下內容提煉的關鍵洞見

Water- and heat-activated dynamic passivation for perovskite photovoltaics - Nature

by Wei-Ting Wan... 於 www.nature.com 06-24-2024

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07705-5

深入探究

ペロブスカイト太陽電池の製造プロセスにおいて、HUBLA以外にどのような動的パッシベーション技術が考えられるか?

ペロブスカイト太陽電池の製造プロセスにおいて、HUBLA以外の動的パッシベーション技術として考えられるのは、例えばポリマーを用いたパッシベーション技術や有機無機ハイブリッド材料を応用したパッシベーション技術などが挙げられます。ポリマーを使用する場合、ポリマーの特性によって動的なパッシベーションが可能となり、ペロブスカイト層内のイオン欠陥を効果的に制御できる可能性があります。また、有機無機ハイブリッド材料を応用することで、ペロブスカイト層の安定性を向上させることができるかもしれません。

ペロブスカイト太陽電池の長期信頼性を向上させるためには、どのような課題に取り組む必要があるか?

ペロブスカイト太陽電池の長期信頼性を向上させるためには、まずペロブスカイト層内のイオン欠陥や表面欠陥を効果的に制御することが重要です。これには、動的パッシベーション技術の開発や改良が必要となります。また、ペロブスカイト太陽電池の製造プロセス全体において、安定性を向上させるための最適な条件や材料の選定が重要です。さらに、環境要因に対する耐久性を向上させるために、耐熱性や耐湿性を持つ材料の導入や設計の最適化が必要となります。

HUBLA以外の材料を用いた場合、同様の性能と安定性が得られるか?

HUBLA以外の材料を使用した場合、同様の性能と安定性を得ることが可能であるかどうかは、使用される材料の特性や応用方法により異なります。他の材料を使用する場合でも、適切なパッシベーション効果を発揮し、ペロブスカイト太陽電池の性能と安定性を維持することができれば、同様の成果が得られる可能性があります。ただし、材料の選定や応用方法には慎重な検討が必要であり、実験や評価を通じてその有効性を確認する必要があります。