ー ペロブスカイト太陽電池の耐久性向上に期待 ー
（東正樹教授、山本隆文准教授）
一次元の欠陥が整列した新しい有機−無機ハイブリッド化合物
ー ペロブスカイト太陽電池の耐久性向上に期待 ー
（東正樹教授、山本隆文准教授）
東工大プレスリリース 2023年08月31日
東京工業大学 物質理工学院 材料系の大見拓也大学院生、同 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所の東正樹教授、山本隆文准教授らの研究グループは、ペロブスカイト太陽電池の材料として有望視されるFAPbI3(FA = CH(NH2)2)にチオシアン酸イオンを導入した、新しい有機−無機ハイブリッド化合物[の合成とその結晶構造解析に成功した。
ペロブスカイト太陽電池は、低コストでフレキシブルな次世代の太陽電池として期待されており、再生可能エネルギー普及の一端を担う。ペロブスカイト構造を持つFAPbI3はペロブスカイト太陽電池の主要な材料として知られているが、構造の安定化に150℃以上の高温が必要であり、室温では徐々に発電効率の悪い別の構造に変化してしまうため、耐久性の向上が課題とされていた。
本研究ではペロブスカイトFAPbI3のヨウ化物イオン（I-）の一部をチオシアン酸イオン（SCN-）で置き換えた、新しい有機−無機ハイブリッド化合物の合成に初めて成功した。結晶構造解析の結果、本化合物はペロブスカイト構造に一次元の欠陥が周期的に整列した特異な結晶構造を持つことが明らかとなった。さらに、今回合成に成功した化合物はFAPbI3と共存することで、ペロブスカイト構造の低温での安定化を補助する効果があることが明らかとなった。この知見を活かすことで、ペロブスカイト太陽電池の耐久性向上が期待できる。
本研究は、コロラド州立大学のIain W. H. Oswald（イアン・オスワルド）博士研究員（当時）、James R. Neilson（ジェームス・ネイルソン）准教授、オックスフォード大学のNikolaj Roth（ニコラジ・ロス）博士研究員（当時）、東京工業大学の西岡駿太助教（当時）、前田和彦教授、藤井孝太郎助教、八島正知教授らが参画した。本研究成果は、8月31日付「Journal of American Chemical Society」誌のオンライン版で掲載された。
掲載誌 : Journal of American Chemical Society
論文タイトル : Thiocyanate-Stabilized Pseudo-Cubic Perovskite CH(NH2)2PbI3 from Coincident Columnar Defects Lattices
著者 : Takuya Ohmi, Iain W. H. Oswald, James R. Neilson, Nikolaj Roth, Shunta Nishioka, Kazuhiko Maeda, Kotaro Fujii, Masatomo Yashima, Masaki Azuma, Takafumi Yamamoto
DOI: 10.1021/jacs.3c05390
詳細は、東工大ニュースをご覧ください。
