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ペロブスカイト太陽電池およびその製造方法 新技術説明会

国内特許コード P190016134
掲載日 2019年6月18日
出願番号 特願2017-094767
公開番号 特開2018-190928
出願日 平成29年5月11日(2017.5.11)
公開日 平成30年11月29日(2018.11.29)
発明者
  • 白井 康裕
  • イスラム モハマッド ボデュール
  • 柳田 真利
  • 宮野 健次郎
出願人
  • 国立研究開発法人物質・材料研究機構
発明の名称 ペロブスカイト太陽電池およびその製造方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】高い光電変換効率を維持して長期間連続発電可能な高い光照射耐性を有するペロブスカイト太陽電池を提供する。
【解決手段】透明性支持体1、透明導電層2、ホール輸送層3、ペロブスカイト層4、電子輸送層5、ホールブロッキング層6、および裏面電極7を含むペロブスカイト太陽電池101であって、透明伝導層2はインジウムスズ酸化物(ITO)、ホール輸送層3はニッケル酸化物、裏面電極7はITOとする。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

近年、地球温暖化などの地球環境問題の観点から化石燃料に代わるクリーンなエネルギー源として、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換できる太陽電池が注目されている。

太陽光を効率良く電気に変換できる太陽電池で、現在実用化されているものとしては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンおよびテルル化カドミウムやセレン化インジウム銅等の無機系太陽電池が挙げられる。これらの無機系太陽電池の課題としては、例えば、シリコン系では非常に純度の高いものが要求され、精製の工程は複雑でプロセス数が多く、製造コストが高いことが挙げられる。

これに対して、新しいタイプの太陽電池として、ペロブスカイト太陽電池が注目されている。ペロブスカイト太陽電池は、光電変換部であるペロブスカイトが塗布で製造できるため、安価で高効率な太陽電池として期待されている(特許文献1、非特許文献1参照)。
ペロブスカイト太陽電池は、例えば、透明な基体上に形成された透明電極層、ホール輸送層(電子ブロッキング層)、ペロブスカイト層、電子輸送層、ホールブロッキング層および裏面電極から構成される。電極層にITO(Indium Tin Oxide)を用いたペロブスカイト太陽電池が特許文献2に、ホール輸送層にNiO(Nickel Oxide)を用いたペロブスカイト太陽電池が特許文献1に記載されている。

産業上の利用分野

本発明は、ペロブスカイト太陽電池に係り、更に詳しくは、光照射耐性に優れたペロブスカイト太陽電池およびその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
透明性支持体、透明導電層、ホール輸送層、ペロブスカイト層、電子輸送層、ホールブロッキング層、および裏面電極を含むペロブスカイト太陽電池であって、
前記透明伝導層はインジウムスズ酸化物(ITO)、前記ホール輸送層はニッケル酸化物、前記裏面電極はITOからなる、ペロブスカイト太陽電池。

【請求項2】
透明性支持体、透明導電層、ホール輸送層、ペロブスカイト層、電子輸送層、ホールブロッキング層、および裏面電極を含むペロブスカイト太陽電池であって、
前記透明伝導層はITO、前記ホール輸送層はニッケル酸化物、前記裏面電極はITOと金属の積層膜からなり、
前記裏面電極のITOは前記ホールブロッキング層に接している、ペロブスカイト太陽電池。

【請求項3】
前記裏面電極のITOの膜厚が200nm以上350nm以下である、請求項2記載のペロブスカイト太陽電池。

【請求項4】
前記ニッケル酸化物は有機物を含まない、請求項1から3の何れか1記載のペロブスカイト太陽電池。

【請求項5】
前記ペロブスカイト層は塩素を含有するペロブスカイトからなる、請求項1から4の何れか1記載のペロブスカイト太陽電池。

【請求項6】
前記電子輸送層は[6,6]-フェニル-C61-ブチル酸メチルエステル(PCBM)膜、前記ホールブロッキング層はアルミニウム亜鉛酸化膜からなる、請求項1から5の何れか1記載のペロブスカイト太陽電池。

【請求項7】
透明性支持体上に透明導電層を形成する工程と、ホール輸送層を形成する工程と、ペロブスカイト層を形成する工程と、電子輸送層を形成する工程と、ホールブロッキング層を形成する工程と、裏面電極を形成する工程とを順次行ってペロブスカイト太陽電池を製造するペロブスカイト太陽電池の製造方法において、
前記透明伝導層はITO膜、前記ホール輸送層はニッケル酸化物膜、前記裏面電極はITO膜からなり、
前記ホール輸送層の形成工程はスパッタリング法による、ペロブスカイト太陽電池の製造方法。

【請求項8】
前記裏面電極は、ITO膜と金属膜からなり、
前記裏面電極の形成工程は、ITO膜を形成する工程と金属膜を形成する工程を順次行う工程からなる、請求項7記載のペロブスカイト太陽電池の製造方法。

【請求項9】
前記裏面電極のITO膜の膜厚は200nm以上350nm以下である、請求項7または8記載のペロブスカイト太陽電池の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2017094767thum.jpg
出願権利状態 公開
参考情報 (研究プロジェクト等) エネルギー・環境材料研究拠点/ナノ界面エネルギー変換グループ
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