正電荷のドーピングが太陽電池を高効率化させる ～太陽電池の構成材料のミクロな挙動を実験的に解明～

筑波大学 数理物質系 丸本一弘准教授らの研究グループは、九州工業大学 生命体工学研究科の尾込裕平助教、早瀬修二教授の研究グループと共同で、ペロブスカイト太陽電池中の正孔輸送材料のドーピング（添加）による効率向上の微視的機構を解明することに成功しました。

本研究では、ペロブスカイト太陽電池に使用される典型的な材料であるspiro-OMeTADと、伝導性を向上させるために添加されるリチウム塩（Li-TFSI）に着目し、電子スピン共鳴（ESR）分光を用いて、材料内の正孔（正電荷）の形成と移動の状態を検出しました。その結果、リチウム塩によりspiro-OMeTAD内に正孔がドーピングされ、それにより他の正孔が自由に移動できるようになることで、電流を運ぶ能力が向上するメカニズムを明らかにしました。