主要成果
ペロブスカイト太陽電池を大面積化する際に発生する性能損失を抑制し、ミニモジュール（開口面積19.48 cm²）において、認定済みの定常状態効率23.9%を達成しました。特筆すべきは、この際に見られたフィルファクター（FF）が83.3%に達しており、これはペロブスカイトモジュールとして報告された中で最高値となります。
技術・詳細
研究チームは、多様なペロブスカイト技術において大面積化に伴う効率低下にどのパラメータが寄与しているかを定量化した結果、FFが主要な要因であることを特定しました。さらに、FFの低下要因を「電圧」「ダイオードの非理想性（non-ideality）」「輸送に関連する寄与」の3つに分解して分析しています。
このFF低下を回避するため、低温制御プロセス（Cryo-controlled processing）を導入しました。この手法により、結晶化過程における中間相の進化を制御することが可能になります。分析の結果、FFの維持に最も寄与したのは「ダイオードの非理想性」の低減であり、デバイスの規模が大きくなるほどこの手法によるメリットが増大することが確認されました。
背景・業界の文脈
ペロブスカイト太陽電池は、小面積のセルレベルでは結晶シリコン太陽電池に匹敵する高い変換効率を実現しています。しかし、実用的なモジュールへとスケールアップ（大面積化）すると、大幅な性能低下が起こることが業界全体の大きな課題となっていました。本研究は、この「スケールアップに伴う損失」の正体をFFという指標に絞り込み、その物理的な要因を明確にした点に価値があります。
今後の展望
本研究では、大面積化におけるFFの制限が、そのまま動作時の性能劣化（安定性）にも関わっていることが示されました。つまり、スケールアップ時の効率維持と長期的な安定性は密接にリンクしています。FFを維持するための要因を制御することは、今後のペロブスカイト太陽電池の実用化、および大面積モジュールの耐久性向上に向けた中心的なアプローチになると期待されます。
元記事: https://www.nature.com/articles/s41467-026-78867-1
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