希少金属を使わずに高性能化。蘇州大など、次世代「タンデム太陽電池」で新技術
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中国江蘇省蘇州市の蘇州大学は24日、同学の楊新波、張暁宏両教授の研究チームが次世代太陽電池の産業化プロジェクトで新たな進展を遂げたと発表した。香港理工大学や複数の太陽光発電企業と共同でインジウムを含まない再結合層の材料を開発し、ペロブスカイトと結晶シリコンの間に「分子の橋」を構築することで、タンデム型太陽電池の光電変換効率と長期的安定性をさらに高めた。
研究成果をまとめた論文は24日、国際学術誌「ネイチャー・エナジー」電子版に掲載された。
楊氏によると、従来の結晶シリコン太陽電池の光電変換効率が理論上の限界に近づく中、学術界と産業界は「タンデム型」という技術路線に注目している。硬い結晶シリコン板と異なり、ペロブスカイト太陽電池材料は薄い膜状で、両者を重ね合わせることでより広い波長帯の太陽光を吸収し、光電変換効率をさらに高めることができる。
しかし、タンデム型電池の内部にはペロブスカイトと結晶シリコンをつなぐ中間の再結合層があり、優れた電荷輸送性や透光性、界面結合力、長期的な信頼性を兼ね備える必要がある。産業界では現在、インジウムを含む透明導電材料が多く使われているが、インジウムは希少金属で資源に乏しく、価格も高いことから、各国がインジウムを含まない材料の研究を進めている。
楊氏のチームが開発したのは酸窒化チタンを用いたインジウムを含まない再結合層で、ペロブスカイトと結晶シリコンの間の複数の箇所で化学結合を形成し、安定した「分子の橋」を構築。電荷の効率的な輸送と再結合を促し、電池の安定性も高めた。 【新華社南京】
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