Research Abstract
ペロブスカイト太陽電池と広帯域色素増感太陽電池を組み合わせたスペクトル分割型太陽電池
Spectral splitting photovoltaics using perovskite and wideband dye-sensitized solar cells
2015年11月5日 Nature Communications 6 : 8834 doi: 10.1038/ncomms9834
太陽電池のエネルギー変換効率の向上には、光吸収を近赤外領域まで拡張することが重要である。ハロゲン化鉛ペロブスカイト太陽電池の進歩は著しく、既に20％を超える高い変換効率が達成されているが、長波長側の吸収限界はおよそ800 nmに留まっている。ペロブスカイト系太陽電池の変換効率をさらに向上させるためには、近赤外太陽電池を組み合わせたシステムが有用である。今回我々は、広帯域増感剤DX3が近赤外（最長で約1100 nm）に至る幅広い応答を示し、このDX3を用いた色素増感太陽電池がエアマス1.5の疑似太陽光源下で30 mA cm-2を超える光電流密度を示すことを報告する。このDX3色素増感太陽電池と可視光を吸収するペロブスカイト太陽電池をスペクトル分割システムを用いて組み合わせた複合型メゾスコピック太陽電池では、変換効率21.5％が達成された。
Takumi Kinoshita, Kazuteru Nonomura, Nam Joong Jeon, Fabrizio Giordano, Antonio Abate, Satoshi Uchida, Takaya Kubo, Sang Il Seok, Mohammad Khaja Nazeeruddin, Anders Hagfeldt, Michael Grätzel & Hiroshi Segawa
Corresponding Authors
The extension of the light absorption of photovoltaics into the near-infrared region is important to increase the energy conversion efficiency. Although the progress of the lead halide perovskite solar cells is remarkable, and high conversion efficiency of >20% has been reached, their absorption limit on the long-wavelength side is ~800 nm. To further enhance the conversion efficiency of perovskite-based photovoltaics, a hybridized system with near-infrared photovoltaics is a useful approach. Here we report a panchromatic sensitizer, coded DX3, that exhibits a broad response into the near-infrared, up to ~1100 nm, and a photocurrent density exceeding 30 mA cm−2 in simulated air mass 1.5 standard solar radiation. Using the DX3-based dye-sensitized solar cell in conjunction with a perovskite cell that harvests visible light, the hybridized mesoscopic photovoltaics achieved a conversion efficiency of 21.5% using a system of spectral splitting.
