イタリアは85℃で90％の初期効率を維持できる太陽電池モジュールを開発した

はじめに: イタリア、ローマのトル・ヴェルガータ大学が率いる研究チームは、総有効面積 42.8 cm2、開口面積 50 平方センチメートルの過酸化物太陽電池モジュールを製造しました。ソーラーパネルは、20% の効率を持つ 14 個の直列過酸化物電池で構成されています。85°C で 800 時間の熱ストレスを加えた後でも、90% の初期効率を維持できます。

国際研究チームは、新しいタイプのドーピング戦略を使用して過酸化物太陽電池モジュールを設計しました。他の過酸化物ベースの装置と比較して、このモジュールは作業の大幅な安定性を維持しながら、より高い効率を達成できると言われています。

過酸化物太陽電池は量産に向かっているようですが、正孔輸送層 ​​(HTL) の安定性と大気条件への影響に対する懸念から、人々は依然としてこの技術に興味を持っています。影響を受ける。

研究者らは、ポリトリアリールアミン（PTAA）をドープした正孔輸送層材料（HTM）の分子量（MW）を変更できると述べた。彼らは次のように説明しました。「MW の関数としての電力変換効率の単調増加は、開放回路電圧 (VOC)、短絡電流 (JSC)、曲線因子 (FF) の同様の増加に関連しています。このようにして、HTL 内の電荷移動度および過酸化物/HTL 界面での電荷輸送は一桁増加しました。」

彼らは、この改善はドーピング戦略と分子量調整の複合効果によって達成され、これによりポリマー鎖上でポーラロン転位が達成されたと述べた。科学研究では、過酸化物太陽電池におけるポーラロンの形成が、このような電池を特に効率的にする要因である可能性があると指摘していますが、ポーラロンの背後にあるメカニズムは完全に不明です。ポレオンは、材料の原子格子内で急速に変化する歪みです。移動する電子の周りに数兆分の1秒で形成され、その後消滅します。

総有効面積 42.8 平方センチメートル、開口面積 50 平方センチメートルに基づいて、効率 20% の過酸化物電池を 14 直列に接続して、効率 17% のパネルを構成します。HMW PTAA 層のデフォーカス極の増加は、デバイスの高効率に重要な貢献をするだけでなく、下層の過酸化物格子にもプラスの効果をもたらし、それによってその全体的な安定性が向上します。摂氏85度の熱ストレスに1080時間さらされた後でも、バッテリーは90％以上の初期効率を維持でき、160時間の熱ストレスにさらされた後でも87％の初期効率を維持できると言われています。ソーラー パネルは、摂氏 85 度で 800 時間の熱ストレスを受けた後でも、90% 以上の初期効率を維持できます。

このモジュールは、『Nano Energy』誌に掲載された論文「高分子正孔輸送層のポーラロン配列の調整により17％以上の安定したペロブスカイト型太陽電池モジュールを実現」で紹介されました。研究チームには、イタリアのローマにあるトール・ヴェルガータ大学、ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン、英国のケンブリッジ大学、ドイツのマックス・プランク高分子研究所の科学者が含まれています。