Tin(II) ジチオカルバメート由来 SnS ナノ粒子を用いた高性能量子ドット増感太陽電池

• ペロブスカイト太陽電池(PSC)が26%を超える変換効率を達成
• 量子ドット(QD)戦略として4つの統合アプローチ(輸送層改質、活性層ドーピング、紫外線変換層、タンデムサブセル)が体系的に検討された
• QDベースのタンデム構造が単接合ショックレー・クィッサー限界を超える実行可能な経路として提示された

両面型ペロブスカイト太陽電池(PSC)のエネルギー収量を最大化することは、商業化に向けた有望な道筋である。本研究では、透明金(10 nm)裏面電極を用いた両面型グアニジニウム添加PSCにおいて、酸化スズ(SnO2)と酸化チタン(TiO2)の電子輸送層(ETL)を系統的に比較した。両基板上でバルクペロブスカイトの結晶性は不変であったが、SnO2はUVブルー透過率の向上により、明確な光学的な利点をもたらした。これらの光学的な利点に加え、包括的な再結合プロセス解析により、SnO2が非輻射再結合を劇的に抑制することが明らかになった。SnO2層は欠陥状態を効果的に緩和し、固有の二分子電荷輸送を妨げるこ…

コロイド加工は、CIGSおよびCZTSSe薄膜吸収体を製造するためのスケーラブルな非真空ルートを提供するが、ナノ粒子由来のフィルムは単純な化学的堆積半導体層としてではなく、制約された粒子グリーンボディとして扱う必要がある。本レビューは、インク分散、グリーンボディパッキング、毛管乾燥応力、配位子燃焼、制約収縮、反応性カルコゲン化、一時的な液体支援粗大化、二次相制御、欠陥化学、界面反応といったセラミック加工の概念を用いて、コロイドカルコゲニド太陽電池を再編成する。中心的な主張は、フィルムの緻密化と結晶粒成長は、高性能CZTSSeデバイスにとって必要であるが十分ではないということである。残留炭素、…

CdSは、CdTe/CdSeTe、カルコゲナイド、ケステライト、アンチモンカルコゲナイド、硫化スズ、黄鉄鉱ベースの太陽電池において、従来のn型ウィンドウ/バッファ層またはヘテロ接合パートナーとして広く使用されてきた。しかし、CdSの寄生吸収、カドミウム含有補助層の毒性・廃棄物管理問題、バンドアライメントの改善の必要性から、CdSフリーのウィンドウ・バッファ層に関する研究が活発に行われている。本レビューは、CdTe/CdSeTe、CIS、CIGS、CZTS、CZTSe、CZTSSe、Sb2S3、Sb2Se3、Sb2(S,Se)3、SnS、FeS2などの吸収体に基づく薄膜太陽電池におけるCdS代…

• スズ系ハロゲン化ペロブスカイトは鉛フリーの次世代光起電材料として有望視され、Aサイトカチオン・ハロゲン組成・許容因子・八面体歪みが相安定性と電子構造を決定する
• 添加剤支援結晶化、界面修飾、前駆体化学最適化、2D/3Dヘテロ構造形成などの材料工学の進歩により膜品質・欠陥密度・デバイス性能が大幅に向上した
• Sn2+からSn4+への自発的酸化、結晶化制御、動作安定性の限界が商業化に向けた未解決課題として残る