ペロブスカイト太陽電池、ついに日本の夏を耐え過ごす! -高温環境でも、夏から冬の屋外暴露でも初期変換効率を維持-

2026-03-13 産業技術総合研究所

産業技術総合研究所(産総研)の神田広之主任研究員らは、ペロブスカイト太陽電池の耐熱性と屋外耐久性を向上させる技術を開発した。正孔輸送層に2-フェニルピリジンや3-フェニルピリジンなどの有機分子を少量導入することで、従来材料で問題だった高温時の熱拡散を抑制し、構造劣化の原因となるボイド形成を防ぐことを明らかにした。85℃で2400時間の耐熱試験でも初期変換効率を100%維持し、さらに2025年夏から2026年冬までの屋外暴露試験でも効率低下が見られなかった。分子構造の角度(60°や120°)が耐熱性向上に重要である設計指針も示され、ペロブスカイト太陽電池の実用化と量産化に向けた重要な成果となった。

ペロブスカイト太陽電池、ついに日本の夏を耐え過ごす! -高温環境でも、夏から冬の屋外暴露でも初期変換効率を維持-
概要図 ペロブスカイト太陽電池の耐熱性および屋外耐久性
※参考文献の図を改変したものを使用しています。

<関連情報>

正孔輸送層用のヘテロアリール誘導体は、ペロブスカイト太陽電池の熱安定性を向上させる Heteroaryl derivatives for hole-transport layers improve thermal stability of perovskite solar cells

Hiroyuki Kanda,Santa Mondal,Naoto Eguchi,Naoyuki Nishimura,Yoyo Hinuma,Kohei Yamamoto,Masaki Yumoto,Kenichi Tashiro,Hideyuki Takada,Aiko Narazaki,Takashi Koida & Takurou N. Murakami
Nature Communications  Published:13 February 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-68236-9

Abstract

The thermal stability of perovskite solar cells (PSCs) remains a critical challenge for their integration into power grid applications. Here, we report the thermally stable PSCs by employing heteroaryl additives in the Spiro-OMeTAD. These additives effectively control void formation in the hole-transport layer and minimize reactivity with the perovskite layer, significantly improving the thermal stability of PSCs at 85 °C. As a result, PSCs with 3-phenylpyridine and 2-phenylpyridine maintained 101% and 104% of their initial photoconversion efficiency after 2400 hours of 85 °C test, respectively. As an added benefit, photovoltaic performance achieved a photoconversion efficiency of 25%. Also, the outdoor test shows 90% of the initial power point voltage after 1570 hours with maximum-power point tracking, showing remarkable light and cycle stability. We revealed the mechanism of how the additive can improve the thermal stability of PSCs by comparing 36 heteroaryl derivatives and 60 additive combinations.

0402電気応用
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