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Sialylated N-Glycan Series, Functionally-modified at the Reducing End

ペロブスカイト太陽電池の開発は,宮坂らの最初の報告1)から10年間で著しい発展を遂げています2)。多くの研究者がペロブスカイト太陽電池の実用化のため,素子の安定化と大面積化に取り組んでいますが,大規模生産に向けた主なボトルネックの一つはホール輸送層にあります。従来から使用されているSpiro-OMeTAD,PTAAなどのホール輸送材料は,材料コストが高いだけでなく,キャリア輸送特性の向上のためにドーパントを必要とすることから,太陽電池の安定性を低下させることが分かっています。
近年,Getautis, Albrechtらは,ペロブスカイト太陽電池を高性能化するホール選択的自己組織化単分子膜(SAM)形成試薬 2PACz [C3663]MeO-2PACz [D5798]を開発しました。2PACzおよびMeO-2PACzはホスホン酸をアンカーとすることで,金属酸化物表面に単分子膜を形成する特徴があります。SAMは凹凸面にも均一に被覆できることから,タンデム太陽電池の作製にも有効です。SAMホール輸送層を使った太陽電池はドーパント不要でも20%以上の変換効率を実現でき,さらに材料消費量が極めて少ないことからコスト対効果が極めて高いと言えます3)

C3663,D5798

製品

特長

  • p-i-n 型 ペロブスカイト太陽電池デバイスの効率化,万能化,安定化が可能(添加物,中間層,ドーパント不要で >21% PCEを実現)
  • 自己組織化により酸化物表面の均一な被覆が可能(凹凸面を含む)
  • SAM 形成プロセスは単純で大面積化,かつ費用対効果が極めて高い

利用例

Application1

自己組織化単分子膜(SAM)を用いた場合のエネルギー変換効率:

Application2

(CsMAFA = Cs0.05(MA0.17FA0.83)0.95Pb(I0.83Br0.17)3, MAFA = MA0.05FA0.95Pb(I0.95Br0.05)3,
Cs = cesium, MA = methylammonium, FA = formamidinium, CIGSe = copper indium gallium selenide)

*データは文献3)より引用

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使用プロセス

手法1: ディップコーティング

大面積コーティングおよび凹凸基板に対して有用

 Dip coating

手法2: スピンコーティング

迅速な研究開発と最適化条件検討に有用

Spin coating

*使用する濃度に応じ,最低限必要な浸漬時間は数分から数時間の範囲で異なります。手始めに例えば,0.1 mmol/Lの濃度なら室温で1時間の浸漬が必要です。

  • 本SAM形成試薬は,現在使われている標準的なホール輸送材料(PTAAなど)よりも高い再現性で,かつ幅広いプロセス領域で対応できます。ITOなどの基板はUVオゾン処理によって洗浄し,活性化しておく必要があります。
  • 通常,SAM形成試薬の粉末はエタノールまたはイソプロパノールに溶解し(1 mmol/L = 0.3 mg/ mL),MeO-2PACz粉末は空気中にも保存可能,2PACzは窒素充填したグローブボックスに保存しておきます。

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引用文献

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