革新論文１８
FAPbl3を光吸収層に用いたペロブスカイト太陽電池
FAPbl3（フルマミド鉛ヨウ化物）を光吸収層に用いたペロブスカイト太陽電池は、近年注目を集めている次世代太陽電池です。従来のシリコン太陽電池に比べて、以下の利点があります。
- 低コスト: FAPbl3をはじめとするペロブスカイト材料は、安価な材料で構成されており、大規模な製造に適しています。
- 高い変換効率: 近年、FAPbl3を光吸収層に用いたペロブスカイト太陽電池は、変換効率25.5％を達成しており、シリコン太陽電池の変換効率26.1％に迫っています。
- 柔軟性: ペロブスカイト材料は柔軟性があり、曲げられる太陽電池や軽量な太陽電池の開発に役立ちます。
- 半透明性: ペロブスカイト材料は半透明性があり、窓ガラスや建物の壁などに組み込むことが可能です。
FAPbl3を光吸収層に用いたペロブスカイト太陽電池の構造は、以下の通りです。
- 光吸収層: FAPbl3
- 電子伝導層: PCBM（フラーレン誘導体）
- 正孔伝導層: Spiro-OMeTAD（有機分子）
- 電極: ITO/FTO
太陽光がFAPbl3に当たると、光エネルギーが電気エネルギーに変換されます。生成された電子はPCBM層に移動し、正孔はSpiro-OMeTAD層に移動します。そして、電極で電子と正孔が再結合することで、電流が流れます。
FAPbl3を光吸収層に用いたペロブスカイト太陽電池は、まだ研究開発段階であり、課題もあります。
- 安定性: ペロブスカイト材料は、湿気や熱に弱く、長期間安定に動作させることが難しいという課題があります。
- 毒性: FAPbl3は鉛を含んでおり、毒性があるという課題があります。
これらの課題を克服することで、FAPbl3を光吸収層に用いたペロブスカイト太陽電池は、次世代太陽電池として広く普及することが期待されています。
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