世界初となるペロブスカイト太陽電池自動作製システムを開発

さまざまな条件で基板電極から自動作製し、開発時間を短縮

ポイント

・ 自動化で研究者による作業誤差を取り除き、太陽電池性能のばらつきを抑制

・ 高い太陽電池性能が得られる最適作製条件の探索が可能

・ 材料やプロセスの開発時間を短縮し、研究開発の効率を向上

【画像：https://kyodonewsprwire.jp/img/202409307277-O1-ex74UYS4】

概 要

国立研究開発法人 産業技術総合研究所（以下「産総研」という）ゼロエミッション国際共同研究センター 有機系太陽電池研究チーム 山本晃平 主任研究員、江口直人 産総研特別研究員、村上拓郎 研究チーム長は、世界初となるペロブスカイト太陽電池自動セル作製システム（以下、本システム）を開発しました。本システムは太陽電池の基板電極の洗浄から電子輸送層、ペロブスカイト層、正孔輸送層の各種材料の積層、裏面電極の蒸着、セルの分離まですべて自動で行い、さまざまなセル作製条件での自動試作が可能となります。

本システムにより、ペロブスカイト太陽電池の実用化に必要な材料開発における評価や作製条件の検討を行う際に太陽電池性能を少ないばらつきで評価することが容易になります。セル作製条件の最適化を効率よく行うことで、ペロブスカイト太陽電池の早期実用化と高性能化に貢献します。

下線部は【用語解説】参照

※本プレスリリースでは、化学式や単位記号の上付き・下付き文字を、通常の文字と同じ大きさで表記しております。

正式な表記でご覧になりたい方は、産総研WEBページ（https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2024/pr20241002/pr20241002.html）をご覧ください。

開発の社会的背景

カーボンニュートラルの達成に向けた社会的要請の高まりを受けて、国内の太陽光発電設備は、設置しやすい平地において既に導入が進んでいます。他方、太陽光発電は材料を輸入に頼るなどの問題があり、さらなる導入拡大には、今後は都市部などにおいてこれまで設置が難しかった工場・倉庫などの耐荷重の低い屋根および建物の壁や窓などにも設置が可能な新しい超軽量太陽電池が求められています。

従来型の結晶シリコン太陽電池パネルは発電部位のシリコンウエハーが割れやすく、ガラスで保護する必要があり、その結果10 kg/m2以上の重さになるため、太陽電池パネルの設置が難しい建物が多く残されていました。ペロブスカイト太陽電池は、従来型の結晶シリコン太陽電池と異なり、曲げなどのひずみに強いという特性を生かし、基材のフィルム化で1 kg/m2程度の軽量化も期待されています。また曲面への設置も容易であり、これまで設置が困難だった場所へも導入できるなど、発電の場所を大幅に拡大できる新しい太陽電池として期待されています。さらに、ペロブスカイト太陽電池は原料や製造方法がこれまでの太陽電池と異なるため、新しいサプライチェーンや産業が構築される点も期待されています。