太陽光発電：ペロブスカイト太陽電池の実験室寿命とフィールド寿命の関連付け

金属ハロゲン化物ペロブスカイト太陽電池（PSC）は、有望な低コスト薄膜光起電技術であり、単接合型用途とタンデム型用途の両方でこれまでにない電力変換効率が得られている。PSCを商品化に向けて推し進めるには、複数のストレス要因（例えば、光、熱、湿度）が共存して複雑な劣化挙動が生じる実世界の屋外条件下でのデバイス信頼性を理解することが、困難ではあるが極めて重要である。PSC開発の指針を速やかに示すには、特定のストレス因子とフィールド試験デバイスで観測される劣化モードを相関付けられる、屋内加速試験プロトコルを特定する必要がある。今回我々は、最先端のp型–真性–n型（p–i–n）PSC積層体（最高約25.5％の電力変換効率）を用いて、屋内加速安定性試験の結果から6カ月間の屋外経時劣化試験の結果を予測できることを示す。照明下と高温下でのデバイス劣化率は、屋外のデバイス信頼性を理解するのに最も有益であった。また我々は、インジウムスズ酸化物/自己組織化単分子層正孔輸送層/ペロブスカイト界面が、今回のデバイスの動作安定性に最も強く影響を及ぼすことも見いだした。自己組織化単分子層正孔輸送層のイオン遮断特性を向上させることで、50～85°Cにおける平均的なデバイス動作安定性が約2.8倍向上し、20％の劣化が予測されるまでに要する時間は85°Cでは1000時間以上、50°Cではほぼ8200時間と、高効率p–i–n PSCの中で今までで最良の値となった。

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