高耐久性ペロブスカイト太陽電池を実現するホール輸送材料: TOP-HTM

　ペロブスカイト太陽電池は，金属ハライドペロブスカイトを光吸収層に用いた太陽電池です。2009年に宮坂らによって鉛ハライドペロブスカイトを用いた太陽電池に関する研究が報告¹⁾されて以来年々注目を集め，現在では世界中で盛んに研究が行われています。ペロブスカイト太陽電池は高い光電変換効率に加え，溶液塗布で作製できる簡便な製造プロセスを活かした大面積化が可能であることが特長です。
　ペロブスカイト太陽電池に用いるキャリア輸送材料は，本太陽電池の光電変換効率や耐久性を向上させるための鍵となります。順型構造ペロブスカイト太陽電池に必須となるホール輸送材料にはSpiro-OMeTADが標準材料として用いられていますが，Spiro-OMeTADは高価で，高効率を得るために必須な添加剤（有機リチウム塩や有機コバルト錯体など）が太陽電池素子の劣化を促進するという問題があります。このため，ペロブスカイト太陽電池の実用化には，添加剤を用いずに高い変換効率を実現し，高耐久性かつ低コストで製造できる，新しいホール輸送材料が求められます。
　TOP-HTM-α1 (1) および TOP-HTM-α2 (2)は，このような背景から開発された新しいホール輸送材料です²⁾。これらはSpiro-OMeTADよりも安価で，添加剤を用いずともペロブスカイト太陽電池として機能することが明らかになりました。1および2をスピンコート法によりペロブスカイト層（CH₃NH₃PbI₃）の上に成膜して順型のペロブスカイト太陽電池素子を作製すると，それぞれ15.0%および16.6%の良好な変換効率を示しました。さらに，1 sunの光照射下において素子の耐久性を評価した結果，1および2はいずれもSpiro-OMeTADよりも優れた耐久性を示しました（図1）。

1および2は京都大学 若宮淳志教授との共同研究で製品化しました。