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■本セミナーの主題および状況（講師より）

★ペロブスカイト太陽電池の変換効率は理論限界に近い27％を超えるまで高まり、研究はシリコンとのタンデム化によるさらなる高効率化に向かう一方、実用耐久性を確保するための構造改良に向けられています。コスト面では、透明電極とバリアフィルムの部材コストが高いことが問題であり、実用化にはこれらを新材料に置き換える技術が必須であります。最先端研究で注目するのは自己組織化単分子膜（SAM）を使う素子の改良であり、メーカーの生産技術にも波及しています。これまでは溶液塗布（印刷法）を使うペロブスカイト成膜が進んできたが、現在は物理蒸着により成膜する技術が進歩しており、最終生産がこれに置きかわる可能性もあると考えます。

★ペロブスカイト太陽電池の高効率化を効率良く行うためには、太陽電池の性能低下の原因を解明することが不可欠であります。しかし、従来の手法はマクロな視点から実施することが主であり、ミクロな視点からの情報を得ることが出来ない限界がありました。

★逆構造型ペロブスカイト太陽電池の電子輸送層には、フラーレン系材料が一般に用いられるが、１グラム当たり数万円程度と高価であり、また耐久性にも課題があります。

■注目ポイント

★逆構造ペロブスカイト太陽電池と自己組織化膜（SAM）による改良について解説！

★スズペロブスカイト太陽電池の電子スピン共鳴 (ESR) 研究、逆構造スズペロブスカイト太陽電池の性能低下メカニズムおよび素子動作時の性能向上メカニズムについて解説！

★講師が開発中の酸化チタンの常温製膜技術とフラーレンの代わりに酸化チタンを用いた逆構造型ペロブスカイト太陽電池の特性を紹介！

講座担当：牛田孝平

≪こちらの講座は、WEB上での開催のオンライン講座になります≫

　ペロブスカイト太陽電池（PSC）は、シリコンを凌駕する高効率と製造コスト低減の可能性から、次世代太陽電池として世界的に注目を集めています。本講演では、単なる高効率化にとどまらず、「高付加価値化」をキーワードに、色調制御による建材一体型発電（BIPV）や、繊維状PSCによるウェアラブル応用など、多面的な展開を紹介します。異分野の方にも分かりやすく、エネルギー・デザイン・社会実装の観点から、今後の可能性を議論します。

　ペロブスカイト太陽電池の変換効率は理論限界に近い27％を超えるまで高まり、研究はシリコンとのタンデム化によるさらなる高効率化に向かう一方、実用耐久性を確保するための構造改良に向けられている。コスト面では、透明電極とバリアフィルムの部材コストが高いことが問題であり、実用化にはこれらを新材料に置き換える技術が必須である。最先端研究で注目するのは自己組織化単分子膜（SAM）を使う素子の改良であり、メーカーの生産技術にも波及している。これまでは溶液塗布（印刷法）を使うペロブスカイト成膜が進んできたが、現在は物理蒸着により成膜する技術が進歩しており、最終生産がこれに置きかわる可能性もあると考える。わが国での産業実用化の優位性を部材開発と用途開発の点からも議論しながら、生産技術の戦略について提案する。

　ペロブスカイト太陽電池の高効率化を効率良く行うためには、太陽電池の性能低下の原因を解明することが不可欠である。しかし、従来の手法はマクロな視点から実施することが主であり、ミクロな視点からの情報を得ることが出来ない限界があった。
　この問題を解決するため、分子レベルで材料評価を行える高感度・高精度な手法である電子スピン共鳴 (ESR) をペロブスカイト太陽電池に適用し、逆構造スズペロブスカイト太陽電池の界面電荷移動をESRで直接観測し、デバイス性能が向上する原因を解明した。この手法の特徴は、太陽電池内部の欠陥状態を非破壊・非接触に素子動作中（オペランド状態）でも測定できる点である。これにより、従来手法では得られないミクロな視点での情報が得られ、研究開発を格段に効率化して高効率化を行える。本講座では、主にスズペロブスカイト太陽電池のESR研究を紹介し、その他の有機デバイスの開発に有用な点も解説する。

　逆構造型ペロブスカイト太陽電池の電子輸送層には、フラーレン系材料が一般に用いられるが、１グラム当たり数万円程度と高価であり、また耐久性にも課題がある。ペロブスカイト太陽電池では、ペロブスカイトの上に電子輸送層を低温で製膜する必要があり、本講演では、講師が開発中の酸化チタンの常温製膜技術と、フラーレンの代わりに酸化チタンを用いた逆構造型ペロブスカイト太陽電池の特性を紹介する。