ペロブスカイト太陽電池

ペロブスカイト太陽電池用評価装置のご紹介

 

2050年カーボンニュートラルの実現に向けて、次世代型太陽電池としてペロブスカイト太陽電池が期待されています。

 

分光計器株式会社では、これまで研究開発用に特化した太陽電池評価装置を製造・販売していました。

 

本ページでは、ペロブスカイト太陽電池の評価に最適な装置ラインナップをご紹介します。

 

 

 

ペロブスカイト太陽電池の分光感度・量子効率測定

 

CEP-2000 分光感度測定装置

ペロブスカイト太陽電池の中には光量リニアリティ(光量と電流値に直線性)がないサンプルがあります。

CEP-2000 分光感度測定装置は、弊社独自の新型内部検知器を採用したリアルタイムフィードバック方式により、波長毎に一定のエネルギーやフォトン数を照射することで、光量リニアリティがないサンプルも精度の高い分光感度・量子効率測定が可能です。

 

特徴
  • 波長依存性のない定エネルギー、定フォトンの単色光を太陽電池に照射し、各種太陽電池の分光感度特性、量子効率を測定する装置(波長範囲300~1200nm)
  • 大光量の一定エネルギー(最大5mW/cm2)と一定フォトン(最大1016photon/cm2)により、ペロブスカイト太陽電池の評価に最適
  • 白色バイアス光源を搭載し、I-V測定による変換効率測定、タンデム素子の分光感度測定が可能

 

SM-250 ハイパーモノライトシステム(卓上型分光感度測定装置)

ペロブスカイト太陽電池サンプルの光量リニアリティが確認できている場合は、SM-250 ハイパーモノライトシステム(卓上型分光感度測定装置)による分光感度・量子効率測定が可能です。

 

特徴
  • 面内均一性の良い5mW/cm2(@470nm)以上の単色光で有機系太陽電池(色素増感・有機薄膜)の分光感度(A/W)・量子効率(EQE・IPCE)を高精度に測定可能
  • 照射光量が強いので有機太陽電池に限らず、微小な太陽電池の分光感度・量子効率測定もS/N良く測定可能
  • 分光感度スペクトルと基準太陽光の演算により、短絡電流密度(Jsc)を求めることが可能

 

 

疑似太陽光源(ソーラシミュレータ)によるI-V測定(変換効率測定)

 

OTENTO-SUNⅥ 高近似ソーラシミュレータ

ペロブスカイト太陽電池は、これまでの有機系太陽電池に比べ、分光感度が近赤外領域に伸びています。またシリコンなど無機系太陽電池とのタンデム素子の研究開発も活発で、これまでの一般的なキセノンランプ1光源のソーラシミュレータではスペクトルミスマッチの影響が懸念されます。

OTENTO-SUNⅥ 高近似ソーラシミュレータは、近赤外領域の輝線を低減した2光源の高近似ソーラシミュレータでペロブスカイト太陽電池用のソーラシミュレータに最適です。

 

特徴
  • Xeランプとハロゲンランプによる2光源の高近似ソーラシミュレータ
  • 近赤外領域の輝線を低減したソーラ光を照射可能
  • JIS C8942クラスMA(0.75~1.25)と高スペクトル合致度
  • 従来にはない小面積照射、小型卓上型モデル

 

MOS-100 光量可変ソーラシミュレータ

ペロブスカイト太陽電池は、一般的な太陽電池(シリコンなど)に比べ、低照度下における変換効率が高いという報告があります。

MOS-100 光量可変ソーラシミュレータは、太陽光の2倍に相当する2SUNから太陽光の10,000分の1に相当する0.0001SUNまで照射光量を自由に設定することができ、ペロブスカイト太陽電池の光量依存性の評価に最適です。

 

特徴
  • 照射光量を0.0001~2SUNまで自由に照射可能
  • JIC C8913/8934に基づいた直列抵抗を算出
  • 照度を変化しながら電流測定(Jsc)や電圧測定(Voc)も可能

 

BLD-100 屋内光評価用LED光源

屋内光(室内光)におけるペロブスカイト太陽電池評価用の光源として、BLD-100 屋内光評価用LED光源もラインナップしております。

 

特徴
  • ペロブスカイト太陽電池の屋内光用とで評価するためのLED光源
  • 色温度5000K相当の昼白色LED光源で、有効照射面積50×50mmを達成
  • 低照度(200lx)と高照度(1000lx)を発光面の高さを変えること無く、照度調整が可能

 

 

 

ペロブスカイト太陽電池の耐久性試験

 

BIR-50 太陽電池耐光性試験システム

ペロブスカイト太陽電池の実用化には耐久性向上が不可欠です。

BIR-50 太陽電池耐光性試験システムは、ソーラシミュレータと恒温器を組み合わせ、擬似太陽光照射下で任意の温度で耐光性が可能です。経時変化I-V測定ソフトウェアとの連動により、例えば1時間毎に設定時間毎のI-V測定が可能です。

 

特徴
  • JIS C8912/8933に準拠したクラスAAAのソーラシミュレータと温度調整用恒温器を組み合わせ、正確に太陽電池の光劣化試験および温度劣化試験が可能
  • 温度は20~90℃の範囲で設定が可能
  • リアルタイムで照射光をモニタし、フィードバックにより長時間照射による光強度安定性を向上

 

 

ペロブスカイト太陽電池に使用する材料の評価

 

BIP-KV201 イオン化エネルギー測定装置

ペロブスカイト太陽電池に使用する材料の電子状態を評価することは非常に重要です。

BIP-KV201 イオン化エネルギー測定装置は、イオン化エネルギーおよび仕事関数を測定できる装置です。

オプションのグローブBOXを追加することでサンプルを酸素に触れることなく、窒素下や真空下で測定することもできるため、サンプル雰囲気下による違いも測定することができます。

 

特徴
  • 試料雰囲気を大気、窒素、真空下でイオン化エネルギー(仕事関数)を測定する装置
  • 分光器および光学系を窒素パージタイプにすることで、最大9.54eV迄の真空紫外光を試料に照射することが可能
  • オプションでグローブBOXを追加する事が可能

 

 

ペロブスカイト太陽電池の面内均一性評価

 

LBC-2 レーザー光誘起電流測定装置

ペロブスカイト太陽電池は、一般的にスピンコートで作製しますが、材料の粘性や温度などの影響により、膜厚を均一にすることが困難な場合があります。

LBC-2 レーザー光誘起電流測定装置は、レーザー光をサンプルに照射し、サンプルをXYステージで移動させて電流計測を行うことで、光電流マッピングを測定する装置です。

 

特徴
  • レーザー光を太陽電池などの試料に照射し、XYステージで移動させることで光電流マッピングを行う装置
  • ペロブスカイト太陽電池の均一性評価に最適
  • 520nmレーザーを搭載し、空間分解能約10μmを達成し、最大50×50mmのサンプルまで測定可能