ペロブスカイト太陽電池向け高機能材料を開発、耐久性と量産安定性を向上：材料技術

キヤノンは、ペロブスカイト太陽電池の耐久性および量産安定性を向上する高機能材料を開発した。

[遠藤和宏，MONOist]

　キヤノンは2024年6月18日、ペロブスカイト太陽電池の耐久性および量産安定性を向上する高機能材料を開発したと発表した。今後、さらなる技術開発を進め、2025年の量産開始を目指す。

新開発の高機能材料を積層したペロブスカイト太陽電池の構造［クリックで拡大］ 出所：キヤノン

2024年6月にサンプル出荷を開始

　国内では、脱炭素社会の実現に向けた有効な手段の1つとして、太陽電池の利用拡大が進んでいる。現在の主流となっているシリコン型太陽電池は、家庭用から事業用まで多くのソーラーパネルで採用されているが、ガラスなどを基板に用いるため、重量に耐えられる強度のある場所にしか設置できない。

　そこで、次世代の太陽電池として注目されているのが、ペロブスカイト太陽電池だ。同電池は、軽量で曲げられる他、室内光でも発電できるため、シリコン型と比較して設置の自由度が高くなる。さらに、大掛かりな製造装置を必要としないため、設備投資コストの抑制も期待されている。

　しかし、ペロブスカイト層（光電変換層）中の結晶構造は、大気中の水分、熱、酸素などの影響を受けやすく、耐久性が低い。また、大面積のペロブスカイト太陽電池は量産安定性が低いという課題もある。これらの課題を解決するには、光電変換層を被覆する膜が必要だ。こういった状況を踏まえて、キヤノンは、複合機やレーザープリンタの基幹部品である感光体の開発を通して培ってきた材料技術を応用し、光電変換層を被覆する高機能材料を開発した。

　今回の材料は、従来の材料では難しかった、高い光電変換効率を維持しながら光電変換層を厚く被覆できることが特徴だ。従来の被覆層は数十nm程度であるのに対し、今回の材料は100〜200nmで被覆が行える。

新開発の高機能材料を積層したペロブスカイト太陽電池の断面図（イメージ）［クリックで拡大］ 出所：キヤノン

新開発の高機能材料を積層したペロブスカイト太陽電池の断面図の顕微鏡写真（左）と新開発の高機能材料（右）［クリックで拡大］ 出所：キヤノン

　キヤノンはペロブスカイト太陽電池の発明者である桐蔭横浜大学 特任教授 宮坂力氏らとの共同研究を通じて性能評価を行った結果、今回の材料がペロブスカイト太陽電池の耐久性向上に貢献する可能性が実証され、量産安定性の向上も期待できることが確認された。なお、ペロブスカイト太陽電池の層構造の中に、この新規の高機能材料による層を追加することで、ペロブスカイト太陽電池の量産化に向けた課題の解決が期待できるという。

　キヤノンは、ペロブスカイト太陽電池の量産に取り組む企業との協業を目指して、2024年6月に今回の材料のサンプル出荷を開始する。

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