2021-07-16 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)(ローザンヌ工科大学)
・ EPFL が、ペロブスカイト太陽電池の主要な構成要素である鉛の流出を阻止する、簡潔で効率的な方法を開発。
・ ペロブスカイト太陽電池のエネルギー変換効率は、シリコン太陽電池に迫る約 25%を達成している。ハロゲン化物鉛ペロブスカイトの水溶性は、同材料による太陽電池製造を簡易化し安価にするものだが、太陽光パネルの故障時や雨水等で濡れた場合の鉛の流出による健康や環境への被害が懸念される。
・ 鉛の流出防止とリサイクル性の確保は、ペロブスカイト太陽電池の大規模な商業生産の認可に関わる主要な課題として集中的に研究されている。非水溶性で鉛不使用のペロブスカイト太陽電池開発が試みられているが、電池性能の低下が課題となる。
・ 本研究では、太陽電池性能に影響を与えない、透過性のリン酸塩の利用によりこれらの課題を解決。太陽電池の故障時、リン酸塩が鉛イオンに反応して非水溶性のリン酸鉛を形成することで、環境への流出を防止する。同化合物はリサイクルが可能。
・ 同大学では数年前に、太陽電池、光検出器や LED 等のサンドイッチ構造のペロブスカイトデバイスに、土壌用肥料で使用されるような安価で透過性のリン酸塩結晶を取り入れることが可能なことを発見している。
・ 本研究結果は、ペロブスカイト太陽電池の大規模な商業生産の実現にとって重要なもの。太陽電池や LED 開発に携わる研究者コミュニティーや R&D 機関による本研究結果の活用を望む。
・ 本研究には、欧州研究評議会(ERC)の Advanced Grant である「Picoprop」が資金を提供した。
URL: https://actu.epfl.ch/news/removing-the-lead-hazard-from-perovskite-solar-cel/
＜NEDO海外技術情報より＞
（関連情報)
Applied Materials & Interfaces 掲載論文(アブストラクトのみ：全文は有料）
Fighting Health Hazards in Lead Halide Perovskite Optoelectronic Devices with Transparent Phosphate Salts
URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c21137
Abstract
Organic–inorganic lead halide perovskite (CH3NH3PbI3) solar cells have surpassed 25% power conversion efficiency, being ready for industrial-scale production of cheap photovoltaic (PV) panels. In this action, the major hurdle is its lead content, which in case of device failure, could be washed into the soil, entering the food chain. Since there is a zero tolerance on lead in the human organism, this health hazard is a critical obstacle for commercialization. Here, we propose a solution to this problem by incorporating phosphate salts (e.g., (NH4)2HPO4) in PV and other perovskite-based optoelectronic devices in various architectures. Phosphate salts do not react with CH3NH3PbI3 and do not alter its advantageous optoelectronic properties, but in a wet environment, they react immediately with lead, forming a highly insoluble compound, precluding this way the spread of lead into the environment. It is expected that this study will stimulate research, enabling lead halide perovskite solar cells to reach a similar environmental risk category as the commercially available, nonwater-soluble heavy metal-containing CdTe and gallium diselenide technologies.
