ペロブスカイト太陽電池材料

有機無機ペロブスカイト化合物

ペロブスカイトとは、一般式ABX₃で表される構造を持つ一連の材料を指します。有機‐無機ハライドペロブスカイトの場合、A、B、およびXはそれぞれ、有機カチオン、金属カチオン、およびハロゲン化物アニオンを表します。ハライドペロブスカイトは、高いキャリア移動度、高い吸収係数、調整可能なバンドギャップなどの優れた特性を有することから、LED^{2,6,9,10,12,17,21,23,27,31}やセンサ^11,26、メモリ³²をはじめとする電子デバイス^14,30やオプトエレクトロニクスデバイス^{1,4,5,8,15,18,20,28,38}などの研究分野で開発が行われています。

近年では特に、ハライドペロブスカイトは太陽光変換用途の新規光吸収材料として注目されています^{3,7,13,16,19,22,24,25,33,34}。単接合型ペロブスカイト太陽電池（PSC： perovskite solar cell）の電力変換効率は、既に従来の薄膜太陽電池の技術レベルを超え、単結晶シリコン太陽電池と競合するまでになっています。さらに、印刷法で作製できる特徴から、プラスチックを基板とする薄型軽量太陽電池の製造検討も加速しており、より高性能な単接合型太陽電池の開発に加え、ペロブスカイトを用いたタンデムデバイスの開発、および長期安定性の探索にも注目が集まっています。

最先端のPSCには、鉛を含む有機無機ハロゲン化ペロブスカイトが使用されていますが、鉛の毒性は実用化に向けて大きなハードルとなる可能性があります。そのため、鉛フリーのPSCの開発も進められており、AgやBi、Ge、特にSn(II)をベースとしたペロブスカイトが注目されています^23-32。さらに有機カチオンの安定性の問題から無機ペロブスカイト化合物の検討も活発で、これらの開発にシグマアルドリッチの製品が多数使用されています^4,23,26-32。

 

代表的なペロブスカイト関連製品

ホール輸送材料

有機電子輸送材料

Phen-NaDPO (98+%、913758) は、有機オプトエレクトロニクス向けの汎用的な正極修飾剤です。Ag金属やITOなどの仕事関数を大きく低下することが可能です。そのため、有機層と金属電極間のエネルギー損失を低下させ、有機太陽電池のより高い達成効率をもたらします。また、逆構造型ペロブスカイト太陽電池の正極界面材料³⁷としてや、ペロブスカイト型太陽電池及び他の有機電子デバイスの一般的な電子輸送材料としても使用可能です。

ホール輸送・電⼦輸送層無機インク

各種印刷法でプリント可能な酸化亜鉛や酸化スズなどの無機インクは「Avantama製有機エレクトロニクス用ナノインク」をご参考ください。

酸化チタンペースト

本ペースト（18NR-T、791547）をエタノールで希釈し、スピンコート法によってメソポーラスチタニア層の作製が可能です³⁵。

ハロゲン化有機アミン

高純度無水グレードをはじめ、40品目以上の製品を取り揃えております。全製品リストは「構造式カタログ：ハロゲン化有機アミン」をご覧ください。

ペロブスカイトグレード⾼純度無機材料

DMFやDMF:DMSO（1:1）などの溶媒に容易に溶解し、所定の濃度で透明な溶液を得ることができます。空気や湿気に⾮常に敏感であるため、ガラスアンプルに封入されています。

関連情報

製品カタログ「ペロブスカイト・有機薄膜太陽電池材料」

NFAや共役系⾼分⼦ドナー、電荷輸送インク、高純度無機材料など、太陽電池向け材料のカタログです。

Material Matters（季刊誌）

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References

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