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太陽光発電は、世界的なグリーン変革における新たな力です。北京工業大学の科学研究チームと他の国内部門が協力し、ペロブスカイト/結晶シリコンスタック太陽電池の製造における技術的困難を突破し、光電変換効率32.5%、長期安定動作の太陽電池です。関連成果は２日、国際学術誌「サイエンス」に掲載された。

現在、製造および使用されている最も一般的な太陽電池は結晶シリコン電池であり、その光電変換効率は約 26% です。ペロブスカイト・結晶シリコン積層セルは、結晶シリコンとペロブスカイトという2つの材料を組み合わせて光を吸収する新しいタイプの太陽電池で、従来の結晶シリコンセルと比べて発電コストが低く、光電変換効率が高いという特徴を持っています。この新型電池は、長い間、製造過程で不均一なペロブスカイト膜や結晶品質の低下などの問題が頻繁に発生し、最終製品に欠陥が生じ、光電変換率や寿命に影響を与えていました。

写真は北京理工大学の研究チームなどが開発したペロブスカイト／結晶シリコン積層型太陽電池の試作装置。 （写真提供：取材対象者）

「この種のタンデム電池を準備するには、まずペロブスカイト前駆体液の層を結晶シリコンセル上にメッキします。前駆体液が乾燥すると、徐々に結晶核が形成されて結晶化し、最終的にはワイドバンドギャップペロブスカイト膜に「成長」します。しかし、ペロブスカイト材料には多様な成分と複雑な種結晶相があるため、「成長した」膜は不均一になります」とBITフロンティア学際科学研究所教授のChen Qi氏は述べた。チームはワイドバンドギャップペロブスカイト結晶化制御を革新的に提案したこの戦略は、前駆体溶液に長鎖アルキルアミンを添加して、高品質の結晶核の「成長」を促進し、低品質の結晶核の「成長」を抑制することで、均一で高品質のワイドバンドギャップを調製することです。ペロブスカイト膜。

BIT材料科学工学部助教授のChen Yihua氏は、この革新的なアイデアに基づいて、チームはそれぞれ1平方センチメートルと25平方センチメートルのペロブスカイト/結晶シリコン積層型セルを準備し、対応する光電変換効率は32.5%だったと紹介した。どちらも従来の結晶シリコン太陽電池よりも優れています。さらに、最大電力点追跡テストの後、サンプルは長期的な動作安定性を実証しました。

Chen Qi氏は、この成果はペロブスカイト/結晶シリコン積層型太陽電池の開発に重要な技術的基盤を築くものであり、その産業応用を促進し、太陽光発電の効率を向上させ、エネルギーのグリーンかつ低炭素化を支援することが期待されると述べた。 （趙徐記者）