中国、大面積全ペロブスカイト太陽光発電モジュール光電変換効率の世界記録を更新

南京大学によると、同大学の譚海仁教授のチームが開発した大面積全ペロブスカイト太陽光発電モジュールは新たなブレイクスルーを遂げた。国際的に権威ある第3者機関のテストによると、その定常状態の光電変換効率は24.5％に達し、同類モジュールの世界記録を更新するとともに、今後の産業化発展に向けた技術的基礎も固めた。関連論文は23日、国際的学術誌「サイエンス」に掲載された。新華社が伝えた。

譚氏は、「ペロブスカイトは新型太陽電池の重点的な研究開発方向の一つだ。従来的な結晶シリコン材料と比べるとペロブスカイト太陽光モジュールはより軽く、より薄く、曲げられ、半透明などの優れた特徴を持ち、応用シーンがより豊富だ」と説明した。譚氏のチームはここ数年、ペロブスカイトの研究に取り組み続けている。小面積電池の光電変換効率が28％、大面積積層モジュールの光電変換効率が21.7％などの成果を上げている。

論文の共同筆頭著者で、南京大学2019年度入学の博士課程在学生高寒氏は、「積層モジュールはバンドギャップの異なる電池を積層して構成されるもので、ナローバンドギャップサブ電池はワイドバンドギャップサブ電池が吸収できない光を吸収できる。積層モジュールの光電変換効率は理論的により高く、21.7％という結果には明らかに満足できない。実験室で作成された小面積電池のサイズは1平方cmほどしかなく、真に実用化の価値を持つのはモジュールであるため、大面積積層モジュールの効率という難関を突破しなければならない。難しいのはナローバンドギャップペロブスカイト薄膜の生産工程だ。この薄膜は結晶化プロセスが速すぎ、制御しにくい。大面積で作成する場合に薄膜の不均等という問題が生じる。その上ペロブスカイトの結晶化プロセスは上下で揃わなければ、薄膜の底部に大量の欠陥が生じやすい」と述べた。

南京大学の譚海仁氏のチームが開発した全ペロブスカイト太陽光発電モジュールの実物。（画像提供は取材先）

この問題を解決するため、譚氏のチームは前駆体溶液にグリシンアミド塩酸塩を加えた。これはペロブスカイトの結晶化速度を落とし、薄膜の作成時間を従来の10倍ほどに延ばすことができる。

高氏は、「この方法で作成したナローバンドギャップペロブスカイト薄膜がワイドバンドペロブスカイト薄膜と結合し形成する積層モジュールの面積は20.25平方cmに達する。国際的に権威ある第3者機関のテストによると、同モジュールの光電変換効率は24.5％になる。関連データは国際「Solar cell efficiency tables」に収録されており、現時点で同類モジュールに記録を破られていない」と述べた。（編集YF）

「人民網日本語版」2024年2月26日