香港城市大学（CityUHK）では、安定性、信頼性、効率、手頃な価格の向上を通じてペロブスカイト太陽電池の商品化の見通しを大幅に高める新しい製造技術が進行中です。

に掲載科学、研究CityUHK チームが構築したシンプルなデバイス構造は、将来の工業生産を促進し、商業化への信頼を高めることができるため、これは重要です。ペロブスカイト太陽電池。

「ペロブスカイト太陽電池の安定性の向上と製造プロセスの簡素化は、太陽エネルギーをより利用しやすく、手頃な価格にする上での重要な前進を示しています」と化学科のZhu Zonglong教授は説明し、鉱物ペロブスカイトは次のような用途に広く使用されていると説明した。太陽光を効率よく電気に変換します。

2つのイノベーション

大まかに言えば、CityUHK チームは、太陽光をより効率的に電気に変換し、現在の太陽電池よりも長持ちする新しいタイプの太陽電池の開発に取り組んでいます。

研究チームは、太陽電池の構造を作成するための 2 つのイノベーションを開発しました。最初の革新は、正孔選択性材料とペロブスカイト層の統合であり、これにより、製造工程。

2つ目は、フラーレンやBCPといった従来の有機材料の代わりに、熱安定性に優れた無機電子輸送層である酸化スズを用いることで、デバイスの動作安定性が大幅に向上したことです。

「この研究で報告されたデバイス構造は、ペロブスカイト太陽電池の現在の分野で最も単純化されたアーキテクチャを表しており、工業化に大きな利点をもたらします」と論文の共著者でCityUHK博士研究員のGao Danpeng博士は述べた。

具体的には、このソリューションは従来の有機転写層を必要とせず、製造工程を大幅に簡素化しながら製造プロセスの材料コストを効果的に削減できるとガオ博士は説明しました。

費用対効果が高く持続可能

この研究により、いくつかの有望なデータが得られました。Zhu教授によると、チームは酸化スズ層内の酸素空孔欠陥を最適化することで25％を超える電力変換効率を達成し、同時に厳しい試験条件下で2,000時間の連続動作後も95％以上の効率を維持したという。

この性能は従来のペロブスカイト太陽電池の安定性を上回り、寿命に関するいくつかの業界ベンチマークを満たしています。その結果、より信頼性が高く効率的な太陽電池への道が開かれ、製造プロセスが簡素化され、太陽電池の大規模生産のコスト効率が向上します。

材料科学の研究者、再生可能エネルギー技術、太陽電池製造会社はこれに興味を持つ可能性があります。研究なぜなら、それは生産と長期安定性に革命をもたらすことができるからです。ペロブスカイト太陽電池。さらに、エネルギー消費者や環境団体は、より効率的で耐久性があり、製造が容易な太陽電池の利点を実感するでしょう。

それだけでなく、政策立案者は次のことに焦点を当てました。環境保護再生可能エネルギーのより広範な応用を促進し、化石燃料への依存を減らし、環境と気候を保護するため、この研究は注目に値すると思われるでしょう。

スケールアップ

太陽電池研究におけるこの発展は、世界のエネルギー市場に大きな影響を与え、再生可能エネルギー源への移行を加速するのに役立つ可能性があるとCityUHKチームは述べ、研究の次の段階では、この革新的な構造をより大型のペロブスカイト太陽電池モジュールに適用することに焦点を当て、さらなる目標を達成する予定であると述べた。このテクノロジーの効率と拡張性が向上します。

この研究は、国立再生可能エネルギー研究所とインペリアル・カレッジ・ロンドンのチームと協力して実施され、持続可能なエネルギー・ソリューションを開発するための世界的な取り組みを浮き彫りにしました。

「今後5年以内に太陽エネルギーシステムに実装される可能性があるため、この研究は世界中でより持続可能で環境に優しいエネルギー生産を達成するための重要な一歩です」とZhu教授は付け加えた。

提供元香港城市大学コミュニケーション・制度研究室