ペロブスカイト�陵枦澱咾魯轡螢灰鵑板_ねて30%効率へ
ベルギーIMECが効率27.1%のペロブスカイト構�]�陵枦澱咾魍�発した。ペロブスカイト構�]の�陵枦澱咾箸浪燭�。なぜIMECはペロブスカイト�陵枦澱咾魍�発したのか。代表的なペロブスカイト構�]は、PbTiO3やBaTiO3のような�嗟凝����T晶で見られる。立�犠��Uの単位格子の�Q頂点に金�錙�PbやBa）原子、��心にもう�kつの金�鏝胸�Tiを配��し、立�犠��Uの�C心中央にOを配��した�T晶構�]の�k�|。なぜこれが�Wく高い効率のセルを作れるのか、探る。
図1 IMECがシリコン＋ペロブスカイト�陵枦澱咾�27%の効率を実現 出�Z：IMEC
フォトダイオードの�k�|である�陵枦澱咾蓮�半導��材料から見ると単�T晶シリコンの独�T場で、それも石��並みの価格に�Z��いてきている。引き�屬欧襯轡螢灰齣T晶のインゴットのアタマとしっぽ�霾�は�T晶性が�Kく半導��LSIグレードには達しない。これらの�Wい�霾�を切り�Dり加工したのが�陵枦澱咾澄�今や、石��の価格に�Z��くほど�W価になり、これに代わる新材料はもはやないと思われていた。
ところが、ポリマーを溶�]に溶かして塗るだけの材料でペロブスカイト構�]を�eつものができることがわかり、その材料を塗って�|かして�陵枦澱咾鮑遒辰討澆襪函▲轡螢灰麒造澆旅暑]を�eつことがわかった。����横�p�j学の宮�Z��教�bが見つけた。�~機溶剤に溶かして塗るだけで済むため�W価にできる可��性は高い。
この材料として代表的なものはPb(CH3NH3)I3という分子式の�T晶である。�g��のPbI2試薬と、�g��のCH3NH3I試薬を混合し、溶��に溶かして常�aで塗布する。さらに40〜100℃の�a度を加え、溶��をｧ発させ�|燥させることで�T晶が析出する、というもの。加�Xして析出した�T晶は、比較的容易にペロブスカイト構�]になる。チタン�┘丱螢Ε燹�BaTiO3）のBaがPb、TiがCH3NH3、OがIにそれぞれ相当する。��雑なわりにはペロブスカイト構�]を構成するらしい。
ペロブスカイト�陵枦澱咾�シリコン並みの効率が�uられるからといって、シリコンと同じ�陵杆�スペクトルを�eつわけではない。シリコンは�軍粟�を吸収するように、可��光から�軍宛�にかけて吸収スペクトルがある。�k�気離撻蹈屮好�イトポリマーはむしろ��外光から可��光に吸収スペクトルを�eつ。ならば、両�vを�_ねて、��外光から�軍宛�までフルレンジをカバーできるタンデム構�]（�e積み構�]）にすれば効率はもっと高くなるはずだ。こう考えて実現したのが今�vのIMECの�陵枦澱咾任△�。
��来のペロブスカイト�陵枦澱咾蓮▲廛薀好船奪�エレクトロニクス、フレキシブルエレクトロニクスとしてシリコンに負けないものを作ろうとしていた。しかし、今段階ではシリコン並みの�jきさでシリコン並みの効率は�uられていない。シリコンよりずっと小さな�C積のセルで10%を��える�陵枦澱咾�できた、というだけである。シリコンよりも高い効率が�uられたという実証�T果はない。しかし、シリコンとペロブスカイトポリマーの両�vのいいとこ�Dりをすれば、最高の効率を�Wい���]法で作れる可��性が高くなる。
今�v、IMECが開発したセルは、4端子構成の�jきさ4cm2のシリコンソーラーセルの�屬縫好團鹽鰭曚之狙�した0.13cm2と小さなセルである。同様に4cm2のシリコンソーラーセル�屬�4cm2の�jきさのペロブスカイトモジュールを構成すると効率は25.3%と少し落ちたものの、シリコンだけのトップデータよりは高い。
IMECはペロブスカイト材料の���]法をもっと最適化しながら作れば研�|ベースで30%を��えるだろうと期待している。
