ペロブスカイトの弱点・耐水性を高める添加剤、産総研が開発
2026年2月2日 (月曜) 17:35
ペロブスカイトの性能を高める材料「OA-TFSI」開発
国立研究開発法人産業技術総合研究所（以下、産総研）グループは、ペロブスカイト太陽電池注1の性能を高める添加剤「OA-TFSI注2」を開発した。劣化原因となる水分からペロブスカイト層を守って耐久性を向上するとともに、変換効率も高めるという（図1）。東京化成工業株式会社（以下、東京化成工業）が製品化し、2026年2月6日に発売する。同グループの株式会社AIST Solutions（以下、AIST Solutions）が2026年2月2日に発表した。
陽イオン（OA）がペロブスカイト材料と反応し耐湿性を改善
ペロブスカイト太陽電池は、ペロブスカイト層を正孔輸送層と電子輸送層注3で挟み込む、積層構造になっている。このうち、光を吸収して電荷を生成するペロブスカイト層は水分や湿気で劣化しやすく、実用化をする上での課題になっている。また、正孔輸送層の材料に混ぜ、効率を高める添加剤が以前より存在したが、時間がたつと添加剤がペロブスカイト層を劣化させて耐久性が低下するという課題があった。
産総研とグループ会社のAIST Solutionsが開発したOA-TFSIは、イオン液体と呼ばれる材料（図2）。これを正孔輸送材料の原料溶液に添加することで、陰イオン（TFSI）が正孔輸送材料と反応して正孔輸送層の機能を高め、正孔を取り出しやすくする。これにより、変換効率を向上させるとする。さらに、陽イオン（OA）がペロブスカイト材料と反応して、ペロブスカイト層の表面が水をはじくようになり、耐湿性を改善するという。
開発にあたり、NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の「グリーンイノベーション基金事業／次世代型太陽電池の開発／次世代型太陽電池基盤技術開発事業／次世代型ペロブスカイト太陽電池の実用化に資する共通基盤技術開発」（2021～2025年度）の支援を受けた。
今後は、OA-TFSIの機能のさらなる解明と改良を進め、ペロブスカイト太陽電池の実用化につなげる。将来的には、同材料の新たな用途を探索する。
注1：ペロブスカイト太陽電池：ペロブスカイト材料を光吸収層とする太陽電池。ペロブスカイト光吸収層で吸収された光エネルギーによって正の電荷である正孔と負の電荷である電子を生成し、それぞれを正孔輸送層と電子輸送層への移動を介して外部電極に回収することで、電気エネルギーに変換する。
注2：OA-TFSI：n-オクチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド。室温で液体であるイオン液体。陽イオンは第一級有機アンモニウムであり、現在主流となっており市販されているイオン液体の陽イオンと異なる
注3：正孔輸送層、電子輸送層：それぞれ正孔と電子の回収に優れる材料から構成される層。特に、正孔輸送層には主に有機半導体が用いられるが、素の状態では正孔の回収能力が不足する。そのため、添加剤の導入により正孔回収特性を高めることが太陽電池を機能させるために重要になる。
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