発光量子効率が90％を超える発光限界に近いハイブリッドペロブスカイト薄膜

半導体材料における非輻射再結合の低減は、発光や光発電への応用において最高性能を達成する必要条件である。今回我々は、表面処理を施したハイブリッドペロブスカイト（CH₃NH₃PbI₃）薄膜における外部・内部発光量子効率と擬フェルミ準位分裂を評価している。材料のバンドギャップに関して、今回の不活性化薄膜はこれまで測定された中で最大の擬フェルミ準位分裂を示し、発光限界の97.1 ± 0.7％に達している。これは、最高性能のGaAs太陽電池に近い値である。我々はこうした値を、独立した別の測定によって照度1 Sunの下で内部発光量子効率91.9 ± 2.7％を得たことで裏付けており、こうした材料の新たな基準を打ち立てている。今回の結果は、表面の不活性化と電荷キャリア選択的界面の最適化を組み合わせれば、ハイブリッドペロブスカイト太陽電池の電力変換効率を本質的にさらに向上できることを示唆している。