東芝のペロブスカイト太陽電池,変換効率世界一を達成

東芝は,同社が開発したガラス基板とフィルム基板の2種のペロブスカイト太陽電池モジュールが,学術論文誌「Progress in Photovoltaic」に掲載される世界の太陽電池トップデータ集である「Solar cell efficiency tables ver.52」に,認定機関で測定したモジュールでは世界一のエネルギー変換効率として掲載されたと発表した(ニュースリリース)。

太陽電池の変換効率を認定する国際的な測定機関の1つである産業技術総合研究所から認定されたエネルギー変換効率が,「Solar cell efficiency tables」において,世界一として掲載された。

ガラス基板上に作製した面積802cm2(開口部サイズ 27.20cm×29.50cm)のモジュールのエネルギー変換効率は11.6%,同社が2018年6月に発表した開口面積703cm2(開口部サイズ 24.15cm×29.10cm)のモジュールのエネルギー変換効率は11.7%と認定を受けており,サイズが800cm2以上の「モジュール」,200cm2以上の「サブモジュール」のカテゴリーで世界一となった。

同社は,ペロブスカイト太陽電池の面積拡大化に向けた塗布プロセスの開発を行ない,塗布溶液であるインク組成を工夫することで,基板上でのPbI2(ヨウ化鉛)とMAI(ヨウ化メチルアンモニウム)の反応を制御してMAPbI3(ペロブスカイト)の結晶化を行ない,塗布する際のプロセス制御とペロブスカイト結晶成長条件の適正化を行なうことで,大面積での面内膜厚均一性,結晶膜質の均質性を高めることに成功した。その結果,大面積でも10%を超えるエネルギー変換効率を実現した。

同社は今後も,新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の委託事業「高性能・高信頼性太陽光発電の発電コスト低減技術開発」の中でフィルム型ペロブスカイト太陽電池モジュールについて,積水化学工業の封止技術を用いながら開発を進めていく。また,実用化サイズとして想定される900cm2を目指し,さらなる面積拡大化を進めるとともに,ペロブスカイト層の材料改良等で結晶シリコン太陽電池並みの高効率実現を目指すとしている。

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