主要成果
中国の科学者チームは、ペロブスカイト-有機タンデム太陽電池において、世界記録となる28.04%の認証定常光電変換効率（PCE）を達成しました。この画期的なデバイスは、軽量でフレキシブル、かつ低温で印刷可能な特性を持つだけでなく、長年の課題であった内部の化学的分離問題の克服にも成功しました。625時間の連続光照射後も初期性能の90%を維持する高い安定性も実証されており、次世代太陽電池の可能性を大きく広げるものです。
技術・臨床詳細
ペロブスカイト-有機タンデム太陽電池は、ペロブスカイト材料が効率的に短波長光を吸収し、有機材料が長波長光を吸収することで、太陽光スペクトル全体を広範囲に利用します。この技術の鍵は、二つの異なる材料層間の界面を最適化し、電荷輸送を最大化しつつ、材料間の相互作用による劣化を最小限に抑えることにありました。研究チームは、新しい材料設計とプロセス制御によって、光照射によって引き起こされる相分離（光誘起相分離）を抑制し、デバイスの安定性を大幅に向上させました。低温での製造プロセスは、エネルギー消費を抑え、フレキシブル基板への適用を容易にします。
背景・業界文脈
太陽光発電の需要は世界的に高まっており、従来の結晶シリコン太陽電池の効率限界を超える新しい技術が求められています。ペロブスカイト太陽電池は、その高い理論効率と製造コストの低さから有望視されてきましたが、特に有機材料との組み合わせでは、安定性と商業化に向けた信頼性の確保が課題でした。今回の成果は、高効率化と同時に安定性も向上させることで、これらの課題に対する実用的な解決策を提示しています。軽量でフレキシブルな特性は、建物の壁面や窓、ポータブル機器、電気自動車など、従来の太陽電池が適用できなかった新しい市場を開拓する潜在力を持っています。
今後の展望
28.04%という世界記録的な効率と優れた安定性を持つこのペロブスカイト-有機タンデム太陽電池は、ビル統合型太陽光発電（BIPV）、ポータブル電子機器、ドローン、さらには将来の宇宙発電システムなど、幅広い応用分野での展開が期待されます。今後、研究チームはさらなる大面積化と製造プロセスの最適化を進め、コスト効率の高い量産技術の確立を目指すでしょう。この技術が商業化されれば、再生可能エネルギーの普及を加速させ、社会の脱炭素化に大きく貢献すると見込まれます。
元記事: https://www.chinadaily.com.cn/a/202607/31/WS66a9d35ba3108c962b719483.html
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