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公開番号2025113915
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024008315
出願日2024-01-23
発明の名称ペロブスカイト膜、薄膜太陽電池、ペロブスカイト膜の製造方法及び薄膜太陽電池の製造方法
出願人国立大学法人金沢大学,株式会社麗光
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H10K 30/50 20230101AFI20250728BHJP()
要約【課題】耐久性の高いペロブスカイト膜、薄膜太陽電池及びそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本実施形態にかかるペロブスカイト膜は、積層方向から平面視した際に、複数のグレインを有し、前記複数のグレインの最頻グレインサイズが、1μm以上である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
積層方向から平面視した際に、複数のグレインを有し、
前記複数のグレインの最頻グレインサイズが、１μｍ以上である、ペロブスカイト膜。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
疎水性官能基を有し、前記疎水性官能基は、少なくとも前記複数のグレインの粒界にある、請求項１に記載のペロブスカイト膜。
【請求項３】
前記疎水性官能基は、イオン液体に由来する疎水基である、請求項２に記載のペロブスカイト膜。
【請求項４】
積層方向から平面視した際に確認されるホールを有し、
前記ホールの平均密度は、０．２個／μｍ
２
以下である、請求項１に記載のペロブスカイト膜。
【請求項５】
請求項１に記載のペロブスカイト膜を発電層として含む、薄膜太陽電池。
【請求項６】
ペロブスカイト前駆体溶液にイオン液体を添加した混合溶液を作製する工程と、
前記混合溶液を下地層に、バーコート、ブレードコート、スロットダイコート、スプレーコート、グラビアコート、リバースコート、コンマコートで塗布し、塗布膜を形成する工程と、
前記塗布膜をアニールする工程と、を有する、ペロブスカイト膜の製造方法。
【請求項７】
前記塗布膜を形成してから５分以上経過後に、前記塗布膜をアニールする、請求項６に記載のペロブスカイト膜の製造方法。
【請求項８】
前記塗布膜を形成する前に、前記下地層の表面をプラズマ処理する、請求項６に記載のペロブスカイト膜の製造方法。
【請求項９】
成膜雰囲気が湿度４０％以上の大気下である、請求項６に記載のペロブスカイト膜の製造方法。
【請求項１０】
前記混合溶液における前記イオン液体の質量比が０．１７ｗｔ％以上０．８３ｗｔ％以下である、請求項６に記載のペロブスカイト膜の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペロブスカイト膜、薄膜太陽電池、ペロブスカイト膜の製造方法及び薄膜太陽電池の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ペロブスカイト構造を有する薄膜を用いた、薄膜太陽電池の開発が行われている。ペロブスカイト構造とは、一般式ＡＢＸ
３
で表される立方体の結晶構造である。立方体の頂点（Ａサイト）、立方体の各面の中心（Ｂサイト）、立方体の中心（Ｘサイト）に、それぞれ異なる原子や分子が配置される。Ａサイトには、例えば、ＣＨ
３
ＮＨ
３
＋
、ＣＨ
５
Ｎ
２
＋
等の有機材料が用いられる。
【０００３】
ペロブスカイト膜は、水に弱い。そのため、不活性ガス雰囲気下又は相対湿度２０％以下の乾燥雰囲気での製造が求められ、製造コストがかかる。また水分を含む大気下での耐久性が低く、１か月程度で性能が大きく劣化してしまう。
【０００４】
特許文献１には、ペロブスカイト膜の前駆体溶液にイオン液体を添加し、スピンコートで成膜を行い、ペロブスカイト膜を作製することが開示されている。特許文献１のペロブスカイト膜は、ナノサイズの微粒子が集合した膜構造を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６５０１３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ペロブスカイト膜は、光電変換素子、圧電変換素子、熱電変換素子等の様々な素子への応用が期待されており、さらなる性能向上と製造コストの低減が求められている。また不活性ガス中という制限された環境下ではなく、通常の大気下でのペロブスカイト膜の製造方法が求められている。例えば、特許文献１に記載のように、前駆体溶液にイオン液体を添加することで、大気下でのペロブスカイト膜の製造が可能になっている。しかしながら、特許文献１に開示の製造方法は、量産に適しておらず、また作製されるペロブスカイト膜にも更なる耐久性の改善が求められている。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、耐久性の高いペロブスカイト膜、薄膜太陽電池及びそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
【０００９】
第１の態様にかかるペロブスカイト膜は、積層方向から平面視した際に、複数のグレインを有し、前記複数のグレインの最頻グレインサイズが、１μｍ以上である。
【発明の効果】
【００１０】
本実施形態に係るペロブスカイト膜、薄膜太陽電池は、耐久性が高い。本実施形態に係るペロブスカイト膜の製造方法及び薄膜太陽電池の製造方法は、安価にペロブスカイト膜又は薄膜太陽電池の製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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