フランスの科学者は黒ペロブスカイトの秘密を明らかにしようとしています

- Aug 24, 2019-

ソース:pv-magazine


2019-08-22-Perovskite-Steele


ベルギーのKUルーベン大学のJulian Steele率いる国際的な研究者チームは、PVアプリケーションで最も有望なペロブスカイト材料の1つであるCsPbI3の熱安定性を改善するプロセスを開発したと主張しています。

 

「ペロブスカイト太陽電池の商業展開の最大の障害の1つは、その不安定性です」とSteele氏は述べています。 「原材料のコストは低く、効率は飛躍的に向上していますが、安定性には問題があります。」

 

これまでに発見されたすべてのペロブスカイト変異体は化学的に敏感です。 空気、湿気、光、熱にさらされると、化学結合が変化して劣化する可能性があります。 スティールは、セシウムをCsPbI3の配合に組み込むと材料がより堅牢になるだけでなく、相の不安定性が導入されるため、分子がいつでもレイアウトを変更するかどうかについて太陽電池メーカーに新たな懸念を提起します。

 

よく知られているように、ポリモーフィズムは製造業者を困惑させます。 摂氏320度を超えると、CsPbI3は黒く不透明な結晶構造を採用します。 室温では、アモルファス構成に戻り、黄色がかった色になります。 後者の形態は、材料が組み込まれる太陽電池の光吸収と効率をかなり低下させます。

 

長年、CsPbI3の相転移を支配するプロセスは不明確でした。 研究者は、ペロブスカイトの層に新しい化合物を組み込むか、構成された結晶のサイズを変更することにより、結晶相を課すことができました。 ただし、これらのトリックが機能する理由を説明できる人はまだいません。 繰り返し発生するパズルは、同一の条件下でアニールされたレイヤーが室温に冷却されると黄色に、時には黒色に変わる理由に関係しています。

 

ハイテンション

 

フランスのグルノーブルにある欧州のシンクロトロン放射施設で行われた測定により、最近、相転移を引き起こす可能性のある候補、すなわちペロブスカイト層が堆積される基板が特定されました。

 

Scienceの記事で、スティールは、ペロブスカイト層とそれが適用されるガラス表面との間の接合部が、結果として所望の相を連結できる層内に張力を引き起こす可能性があると説明しました。

 

3つの大陸にある11の研究センターの科学者が関与した研究によれば、高温でのアニーリング中に形成されるペロブスカイトと基板の界面は、周囲温度に戻った後でも残っています。 温度の低下が非常に激しい場合、ペロブスカイトは界面の結晶メッシュを保持し、それに適応することができます。

 

ペロブスカイト層は、加熱されると「アコーディオンのように」伸びます、とスティールは言いました。 主要な研究者は次のように付け加えています。 私たちの研究では、ペロブスカイト層と基板の間のこの張力を利用して、黒色のペロブスカイト層を作る結晶相を安定化できることを実証しました。」