三菱マテリアル株式会社は、ペロブスカイト太陽電池の実用化に向けて、電子輸送層を形成するためのインクのサンプル供試を開始しました。本インクは、低コスト材料を用いながら高い発電効率を実現するとともに、塗布による成膜プロセスに適した材料設計により、量産化に向けた安定した製造への展開が期待されます。

 

近年、カーボンニュートラルの実現に向けて、軽量・柔軟で設置場所の自由度が高いペロブスカイト太陽電池の開発が加速しています。ペロブスカイト太陽電池は複数の機能層から構成されており、その性能は各層の材料特性に大きく依存します。中でも「電子輸送層（*1）」は、発電した電気を効率よく取り出す役割を担う重要な層です。

（*1）ペロブスカイト発電層で生成した正孔と電子のうち、電子のみを集電板に運搬する材料

 

電子輸送層には、発電効率の向上と安定した製造の両立という観点でいくつかの課題があります。具体的には、ペロブスカイト層との界面で生じる電気的損失の抑制や、デバイス性能のばらつきを低減する均一な膜形成が求められます。また、フィルム基板やペロブスカイト層は熱やプロセス条件の影響を受けやすいため、ダメージを与えない低温プロセスへの対応も重要な課題となります。

 

当社イノベーションセンター（茨城県那珂市）では、これらの課題を解決するため、酸化スズ（SnO₂）ナノ粒子を用いたインクの開発に取り組んできました。ペロブスカイト太陽電池には、「順型構造」と「逆型構造」と呼ばれる2つの構造があり、それぞれで電子輸送層に求められる材料や形成方法が異なります。2022年度から2025年度にかけては、NEDO（*2）のグリーンイノベーション基金事業のもと、エネコートテクノロジーズとの共同開発を通じて、順型構造向けおよび逆型構造向けの電子輸送層インクの開発を並行して進めてきました。

（*2）新エネルギー・産業技術総合開発機構

 

 

 

今回、これまでの技術開発の成果を受け、実用化に向けた取り組みの一環として、対外向けのサンプル供試を開始します。本インクは、順型構造向けおよび逆型構造向けに最適化した2種類をラインアップしています。塗布による成膜が可能であることから、大面積化および製造コスト低減に適しているほか、ナノ粒子分散制御により均一で安定した膜形成が可能であり、再現性の高い製造プロセスへの展開が期待されます。

 

表1　サンプル供試する酸化スズナノ粒子のラインアップ

 

また、当社は順型・逆型双方のデバイス構造に関する開発を進めており、それぞれの特性に応じた材料設計が可能であることも強みの一つです。特に逆型構造においては、一般的に用いられている高価なフラーレン（C₆₀）を使用しないデバイス構造で、すでに16.0％の発電効率を達成しており、従来の市販品インクと比較して約1.5倍の性能向上を確認しています。

 

当社は今後、サンプル供試を通じて顧客からのフィードバックを得ながら用途や仕様の最適化を進めるとともに、さらなるデバイス性能の向上および量産プロセスの確立に取り組んでまいります。今回の取り組みは、当社グループが中期経営戦略（2026-2028）で掲げる「資源循環ビジネスで未来を創る企業へ」という基本方針のもと、高機能材料を核とした事業展開を通じて、再生可能エネルギー分野への貢献を目指すものです。

 

本成果には、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の補助事業（JPNP21016）の成果の一部が活用されています。

 

【関連情報】

2025年3月24日プレスリリース
ペロブスカイト太陽電池の発電効率を向上させる電子輸送層の成膜用インクを開発
URL：https://www.mmc.co.jp/corporate/ja/news/press/2025/25-0324.html

 

2022年3月28日プレスリリース
ペロブスカイト太陽電池の開発を行うエネコートテクノロジーズへ追加出資
URL：https://www.mmc.co.jp/corporate/ja/news/press/2022/22-0328a.html

 

2020年5月20日プレスリリース
京都大学発ペロブスカイト太陽電池のスタートアップ企業への出資について
URL：https://www.mmc.co.jp/corporate/ja/news/press/2020/20-0520.html

 

以上

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広報室：03-5252-5206