中国、新型太陽電池を開発　光電変換効率が28％超を達成

クリーンエネルギー分野では、太陽電池で安定かつ高効率な光電変換を実現する方法が長らく注目されており、関連分野の研究者による研究開発が続けられている。中国新聞網が伝えた。

中国科学院化学研究所の李永舫院士と孟磊研究員の研究チームはこのほど、ペロブスカイト・有機積層型太陽電池の研究で大きなブレイクスルーを達成した。研究チームは「全プロセス制御」という新たな戦略を考案し、光変換可能な添加剤分子を導入することで、定常状態における光電変換効率28.04％を実現した高性能ペロブスカイト・有機積層型太陽電池の作製に成功した。これにより、この種の太陽電池における光電変換効率の世界最高記録を再び更新した。

同研究で作製されたペロブスカイト・有機積層型太陽電池。画像提供：中国科学院化学研究所

論文の筆頭著者である中国科学院化学研究所博士課程在学生の呉睿涵氏は、「研究チームはTDBと呼ばれる光変換可能な添加剤分子を設計した。結晶成膜プロセスでは、TDB分子が複数のペロブスカイト前駆体と相互作用し、ヨウ素と臭素がより均一に分布したワイドバンドギャップ・ペロブスカイト薄膜を形成する。光照射下での動作プロセスでは、ワイドバンドギャップ・ペロブスカイトの結晶粒界に集積したTDB分子が光によって活性化され、新たな構造を持つTAB分子へと変換される。TAB分子はペロブスカイト表面とより強固に結合し、ヨウ素に起因する欠陥の形成を効果的に抑制するとともに、光照射下での相分離をより強力に抑える効果を発揮する」と説明。

論文の共同責任著者である孟磊研究員によると、同研究における重要な技術的課題は、高臭素含有のワイドバンドギャップ・ペロブスカイトを「光に弱い」材料から「光を制御できる」材料へと転換することだった。新たに導入したTDB分子こそが、その転換を実現する鍵となった。結晶成膜プロセスでは混合ハロゲン相を安定化し、光照射下ではより強力なアンカー型パッシベーション分子へと変化することで、材料の形成から実際の使用までの全過程において相分離を抑制する。これこそが、「全プロセス制御」戦略の中核的な意義だ。（編集KS）

「人民網日本語版」2026年7月14日