国内研究チームが、太陽電池の効率と寿命を同時に向上させる研究成果を発表した。効率を高めれば寿命が短くなり、寿命を延ばせば効率が低下する、いわゆる「太陽電池のジレンマ」を克服した。
ＫＡＩＳＴは２４日、ソ・ジャンウォン生命化学工学科特別教授の研究チームが韓国化学研究院と共同研究を通じ、ペロブスカイト太陽電池の効率と長期安定性を同時に高める２次元保護膜の設計技術を開発したと明らかにした。
最近、宇宙太陽光発電が次世代エネルギー技術として浮上する中、新素材であるペロブスカイトへの関心が高まっている。ペロブスカイト太陽電池は「ペロブスカイト構造」を持つ半導体物質を光吸収層として用いる次世代型で、従来のシリコン太陽電池に比べて製造コストが低く、効率が高いのが特徴だ。ただし、高温・高湿環境や長時間の光曝露で性能が低下する問題があり、実用化の制約とされてきた。
これを補うため、これまで太陽電池には３次元（３Ｄ）ペロブスカイト結晶の上に２次元（２Ｄ）層を重ねる「３Ｄ・２Ｄ構造」戦略が用いられてきた。この２次元層は表面を保護する薄いコーティング膜の役割を果たすが、構造が十分に強固でない場合、時間の経過とともに変形し性能が低下する問題があった。
研究チームはこれを解決するため、より強固な２次元保護膜を導入した。新たな保護膜は、れんがの間を強力な接着剤で固定するように、有機分子がペロブスカイト層を両側から強固に結びつける構造となっている。この結果、太陽電池は損傷しにくくなり、長期間にわたり性能を維持できるという。さらに、保護膜内部構造を精密に制御する技術も適用した。
ハン・チェヨン記者 chaezip@donga.com
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