京都大学等以“座垫型”分子结构提高钙钛矿太阳能电池效率

京都大学12月11日宣布，开发出了可使钙钛矿太阳能电池的转换效率比原来提高20％的材料。

开发的座垫型半导体材料（HND-Azulene）与钙钛矿太阳能电池的特性
（出处：京都大学）

钙钛矿太阳能电池可通过印刷作为材料的溶液来轻松制作，作为能大幅降低制造成本的太阳能电池备受期待。

京都大学化学研究所副教授若宫淳志等的研究小组，与大阪大学副教授佐伯昭纪和美国波士顿学院名誉教授劳伦斯·斯科特（Laurence Scott）共同研究，开发了自主设计的“座垫型构造”有机半导体材料，将这种材料用作p型半导体的缓冲层，提高了钙钛矿太阳能电池的转换效率。

京都大学将此次开发的成果，作为可提高钙钛矿太阳能电池效率的有机半导体材料分子的设计指针。今后将推进价格低且性能出色的材料开发，钙钛矿太阳能电池的实用化研究有望加速。

钙钛矿太阳能电池此前一直是通过改良光吸收材料——钙钛矿层的制作方法来提高转换效率的。

而关于从钙钛矿层提取由光生成电荷的缓冲层，因显示优异特性的材料有限，所以一般使用名为Spiro-OMeTAD、制造成本较高的有机半导体材料。因而制造成本低且性能出色的有机半导体材料开发一直是实用化的课题之一。

此次基于骨架扩展为二维片状、具有座垫型结构的分子设计，开发出了涂布型有机半导体材料（HND-Azulene）。将其用作p型缓冲层，与使用以往的材料相比，转换效率最大提高至1.2倍，达到了16.5％。