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摘要：日本产综研开发出一种用于钙钛矿太阳能电池-空穴传输层的添加剂材料——OA-TFSI，可同时实现钙钛矿太阳能电池的高效化和高耐久性，该材料已实现产品化，有望促进钙钛矿太阳能电池更广泛的普及。

关键词：钙钛矿太阳能电池、空穴传输层、添加剂、离子液体、实用化

要点

开发出提高钙钛矿太阳能电池性能的新材料——“OA-TFSI”
保护钙钛矿层免受水分导致的劣化，提高耐久性和转换效率
开发的OA-TFSI由东京化成工业实现产品化，推进该材料的普及

“OA-TFSI”引起的水分阻隔机制示意图

概要

日本产综研开发的材料“OA-TFSI”实现了产品化。将OA-TFSI添加到钙钛矿太阳能电池空穴传输材料的原料溶液中，可提高太阳能电池的效率和耐久性。该材料由东京化成工业株式会社进行产品化，于2月6日起开始销售。预计随着OA-TFSI的普及，将有助于推动钙钛矿太阳能电池得到更广的社会化应用。

背景

钙钛矿太阳能电池可通过涂覆原料溶液进行制造，与目前普及的晶体硅太阳能电池相比，生产过程更简便、成本更低。此外，由于其对弯曲等应变具有较强的耐力，因此可制成轻量薄膜，大幅拓展安装地点，这也是其显著的优势。因此，作为下一代太阳能电池，其进一步普及备受期待。

钙钛矿太阳能电池实用化面临的课题是同时实现高光电转换效率和优异的耐久性。特别是吸收光并产生电荷（空穴和电子）的钙钛矿层，与食盐（NaCl）等一样，是由离子组成的晶体（离子晶体），因此存在由水分和湿气导致劣化的问题。此外，这种太阳能电池采用将钙钛矿层夹在空穴传输层和电子传输层之间的层叠结构，因此钙钛矿层以外的构成层的开发也很重要。其中，空穴传输层的构成材料在单独使用时几乎不发挥作用，但通过引入添加剂，可以高效地从钙钛矿层中提取空穴，使其具有太阳能电池的功能。然而，传统添加剂会随着时间推移使钙钛矿层劣化，导致耐久性降低，因此开发不会引起劣化的添加剂成为实现实用化的迫切需求。

研究过程与内容

为实现钙钛矿太阳能电池的实用化，产综研推进了各种材料的开发，其中包括与空穴传输层相关的材料。此次开发的“OA-TFSI”也被称为离子液体，将其添加到空穴传输材料溶液中，可同时实现钙钛矿太阳能电池的高效化和高耐久性。其作用在于，被称为TFSI的阴离子与空穴传输材料发生反应，通过增强空穴传输层的功能，使空穴更容易被提取。此外，阳离子OA与钙钛矿材料发生反应，使钙钛矿层表面具有抗水性（图1）。通过这些OA-TFSI添加剂的作用，可提高钙钛矿太阳能电池的转换效率，并且改善其耐湿性。该OA-TFSI由东京化成工业株式会社进行产品化，于2月6日起开始销售。通过产品化，普及OA-TFSI的销售，有望推进其得到更广的社会化应用。

图1. OA-TFSI的分子结构

今后计划

今后，通过更详细地阐明OA- TFSI的功能，推进改良，致力于实现钙钛矿太阳能电池的实用化。未来将充分利用该材料的特性，探索其未被开发的应用领域。

https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2026/pr20260202/pr20260202.html

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一种可提高钙钛矿太阳能电池性能的添加剂