太陽電池の効率を向上させるために、現在もさまざまな材料が研究されています。これらの材料は高い可能性を秘めていますが、いくつかの欠点があるため、商品化されていません。ペロブスカイト膜はそのような材料の 1 つです。最近の研究では、凹部を除去するとペロブスカイト薄膜の安定性が向上することが発見されました。
香港科技大学（HKUST）の研究者らは、ペロブスカイトの微細構造に関する新たな知見を得た。彼らはまず、ペロブスカイト結晶の結晶粒表面から凹部を除去した。その後作製した太陽電池は、熱サイクル試験、MPPT試験、湿熱試験において優れた性能を示した。
これにより、科学者たちはペロブスカイト薄膜の個々の結晶粒における太陽光による凹みの存在とその影響を明らかにした。最近発表された報告書の中で、彼らは、熱による粗大化によって誘発される粒界と、結晶粒の合体によって誘発される二軸引張歪みが、ペロブスカイト材料における凹みを引き起こすと主張している。
粒子表面の凹みがペロブスカイト膜にどのような影響を与えるかを理解するために、研究チームは界面活性剤分子であるトリデカフルオロヘキサン-1-スルホン酸カリウムを使用して、その凹みを除去しました。これにより、膜の形成中に歪みとイオン拡散がどのように影響を受けるかを観察することができました。
報告書によると、これらのセルは電力変換効率が大幅に向上しました。また、優れた電力変換効率の維持も実証されました。これは、特定のテストで明らかになりました。
- 高温多湿暴露（660時間）
- 最大電力点追跡耐久性（1,290時間）
- ISOS規格の熱サイクル（300サイクル）
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凹みを取り除くとペロブスカイト薄膜の安定性が向上することがわかった後、科学者たちは、これらの凹みがペロブスカイト薄膜界面の構造的連続性を壊すことを発見しました。そのため、これを改良する計画があります。
一般的に、ペロブスカイトは様々な用途においてシリコンセルに取って代わる可能性を秘めているが、光や湿度に対する長期安定性、および熱機械的条件が依然として障壁となっている。
