主要成果
中国科学院化学研究所の李永芳院士と孟雷研究員らのチームは、ペロブスカイト-有機タンデム太陽電池において、28.04%という認証された定常状態電力変換効率（PCE）の新世界記録を樹立しました。この画期的な成果は、国際的な科学誌『Nature』に報告され、溶液プロセス可能な二つの半導体材料を組み合わせることで、従来の限界を超える性能を実現したことを示しています。特筆すべきは、このセルが625時間の連続光照射後も初期効率の90%を維持する優れた安定性を示した点です。これは、ペロブスカイト太陽電池の商業化における重要な課題である耐久性に対する大きな進展を意味します。
技術・臨床詳細
この新記録は、ペロブスカイトと有機半導体を積層したタンデム構造の最適化によって達成されました。研究チームは、各層の材料選択と界面エンジニアリングを精密に制御することで、電荷輸送を効率化し、エネルギー損失を最小限に抑えることに成功しました。特に、有機材料の導入は、ペロブスカイト層の欠陥をパッシベーションし、光吸収スペクトルを広げる効果をもたらしました。また、このセルの製造プロセスは溶液ベースであり、室温に近い条件下での製造が可能です。これは、従来のシリコン太陽電池の製造に比べて、大幅なエネルギー消費とコスト削減につながります。さらに、ロールツーロール印刷技術との互換性も実証されており、将来的な大規模かつ低コストな製造を可能にする道を拓いています。
背景・業界文脈
ペロブスカイト太陽電池は、シリコン太陽電池の理論効率限界を超える可能性を秘めた次世代技術として注目されています。特に、有機材料とのタンデム構造は、フレキシブルで軽量なデバイスの開発を可能にし、建材一体型太陽電池（BIPV）やウェアラブルデバイスなど、新たな市場セグメントへの応用が期待されています。中国は、ペロブスカイト太陽電池の研究開発において世界をリードしており、今回の世界記録は、その技術的優位性を改めて示すものです。従来のペロブスカイト太陽電池は、長期安定性が課題とされてきましたが、今回の研究で示された625時間後の90%効率維持という結果は、この課題克服に向けた重要な進展であり、商業化への期待を大きく高めるものです。
今後の展望
28.04%という高効率と優れた安定性、そして溶液プロセス可能な製造技術は、ペロブスカイト-有機タンデム太陽電池の商業化を大きく加速させるでしょう。特に、ロールツーロール印刷による大規模製造が可能になれば、製造コストを劇的に削減し、再生可能エネルギーの普及に貢献する可能性があります。中国科学院のこの成果は、世界的なクリーンエネルギー転換において、中国が果たす役割の重要性をさらに高めることになります。今後、この技術の実用化に向けたさらなる研究開発と、耐久性やスケーラビリティの検証が進められ、数年内には市場への投入が期待されます。
元記事: https://pandaily.com/cas-perovskite-organic-tandem-solar-cell-record-28-04-percent-aug2026
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