ヨウ化鉛ペロブスカイト太陽電池における光誘起電荷移動過程の機構を解明する

ハロゲン化鉛ペロブスカイトは、最近、ハイブリッド有機-無機固体太陽電池の光吸収体として用いられている。こうした太陽電池の効率は15%と高く、開路電圧は1 Vである。しかし、この光起電システム内における動作機構は、いまだに詳しく説明されていない。今回我々は、ペロブスカイト表面の光誘起電荷移動過程を、時間分解法を用いて調べている。CH₃NH₃PbI₃ペロブスカイトと有機正孔輸送材料スピロ-OMeTADを含浸させたTiO₂およびAl₂O₃メソポーラス膜に、レーザー過渡分光とマイクロ波光伝導測定を適用した。我々は、TiO₂との接合部と正孔輸送材料との接合部の両方において同時に初期電荷分離が起こり、同等のタイムスケールで光励起ペロブスカイトから超高速電子および正孔注入が起こることを示している。電荷再結合は、Al₂O₃膜よりもTiO₂膜で著しく遅いことが明らかになっている。