主要成果
韓国エネルギー研究院（KIER）のSeJin Ahn博士と蔚山科学技術院（UNIST）のDong Suk Kim博士らによる共同研究チームは、ペロブスカイト太陽電池の耐久性と変換効率のトレードオフを解消する新しい製造プロセスを開発した。この成果は2026年1月26日付の「Advanced Science」に掲載された。開発されたデバイスは、国際的な信頼性試験でも用いられる過酷な条件（温度85°C、相対湿度85%）での保存試験において、1,000時間後も初期変換効率の95%を維持することに成功した。
技術・詳細
本技術の核心は、正孔輸送層（HTL）に使用される有機半導体「spiro-OMeTAD」の処理工程にある。通常、spiro-OMeTADは導電性を高めるためにリチウム塩（LiTFSI）などのドーパントと、溶解を助ける揮発性添加剤（tBP）を混合して使用される。しかし、これらの成分は熱や水分によるデバイス劣化を促進させる要因となっていた。
研究チームは、膜を形成する前の溶液状態で酸化反応を行い、劣化原因となる成分を除去する手法を考案した。具体的には、マイクロメートルサイズの酸化ニッケル（NiOₓ）粒子を溶液に添加する。NiOₓはspiro-OMeTADの酸化を加速させると同時に、リチウムイオンをその表面に捕捉する性質を持つ。その後、ろ過によってNiOₓと捕捉されたリチウムイオンを溶液から除去することで、高効率を維持しつつ劣化要因を排除した正孔輸送層を実現した。
また、擬似太陽光を連続的に照射し電力を取り出す最大電力点追従（MPPT）試験（照射強度1 sun）においても、新製法のデバイスは500時間後に初期効率の90%以上を維持した。対照的に、従来の製法によるデバイスは同期間で大幅な性能低下を示した。
背景・業界の文脈
ペロブスカイト太陽電池は次世代技術として期待されているが、実用化には長期的な耐久性の確保が不可欠である。特に正孔輸送層におけるリチウムイオンの移動は、界面での劣化反応を引き起こし、電荷輸送を妨げる大きな課題となっていた。従来の対策として添加剤を減らす手法もあったが、それは導電性の低下、ひいては変換効率の低下を招くため、効率と耐久性の両立が困難であった。
今後の展望
今回の結果は、高効率に必要と考えられていた添加剤を使わずに、成膜前に劣化成分を除去するというアプローチの有効性を示した。ただし、今回の1,000時間の試験は特定の研究室条件下での結果であり、屋外で熱・水分・光・電気負荷が同時に作用する実環境における20〜30年という商用パネルの寿命を直接的に証明するものではない。今後は実用化に向けたさらなる検証が期待される。
元記事: https://xenospectrum.com/en/kier-perovskite-solar-cell-catalytic-filtration-damp-heat-stability/
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