2018年04月10日

東大、ペロブスカイト太陽電池の新素材開発

【カテゴリー】：行政/団体 【関連企業・団体】：科学技術振興機構、東京大学

科学技術振興機構(JST)は9日、東京大学大学院の中村栄一特任教授(理学系化学専攻)らの研究グループが、中性で高機能、安定な正孔輸送材料「BDPSO」を新開発したと発表した。三菱ケミカル横浜研究所と共同で実用化に向けた測定試験を行った。 「BDPSO」は、高活性有機低分子と安定性に優れた無機塩を併せ持つ「有機・無機ハイブリッド正孔輸送材料」で、次世代太陽電池として期待されるペロブスカイト太陽電池の難点だった安定性を大幅に向上させた。 従来の酸性の「PEDOT：PSS」と異なり中性で非吸湿性なので、隣り合う光吸収層や電極の腐蝕を抑制し、製造条件下および発電条件下での素子の寿命を大幅に伸ばした。塗布型太陽電池の生産効率を上げると同時に製品の安定性も向上させるので、フレキシブル塗布型太陽電池の実用化が大幅に早まると期待される。 研究グループは、「BDPSO」をペロブスカイト太陽電池の正孔輸送層として用いて開発した。その結果、太陽電池の製造工程における正孔輸送材料の機能安定性を大幅向上させることに成功した。太陽電池の寿命も大きく向上した。実用化に向けた測定試験は、三菱ケミカル横浜研究所と共同で行った。 塗布プロセスで製造可能なペロブスカイト太陽電池は、20%以上の変換効率が報告されて以来、次世代太陽電池として大きな注目が集まり、世界中で激しい研究開発競争が行われてきた。その結果、変換効率は着実に向上したが、機能を長期間保つための安定性にはなお課題が残っている。 「BDPSO」は暗所保存では1000時間を経ても性能の劣化は見られず、35℃連続光照射下でも1300時間以上にわたり初期性能の90％を維持できるなど、安定性を大幅に改善した。今後、ペロブスカイト太陽電池の実用化への開発が加速すると期待される。 ＜用語の解説＞ ■BDPSOとは　：　ジソジュ－ムベンゾジピロールスルフォネートの略。中性で高機能かつ安定な正孔輸送材料として東京大学　中村 栄一　特任教授の研究室で開発された。市販の安価な有機物から最短２段階で合成でき、かつ再結晶で容易に精製できる。アセトン／水の混合溶媒に可溶で、低分子（有機）のHTMに分類される。