2026年2月3日、中国とフランスの国際研究チームが、ペロブスカイト太陽電池の最大の弱点とされてきた「光による劣化」を化学的に制御する新手法を発表した。プラスチック製品の劣化防止に使われてきた立体障害アミンを太陽電池内部に組み込むことで、26.74%の高効率と1,000時間以上の安定性という、これまでトレードオフとされてきた二つの性能を同時に実現した。
Hebei University of Technology、Kunming University of Science and Technology、Macau University of Science and Technology、Chimie ParisTechの研究者らは、ペロブスカイト太陽電池の新しい安定化手法をeScienceに発表した（DOI: 10.1016/j.esci.2025.100451、2026年1月公開）。
立体障害アミン光安定剤を反転型ペロブスカイト太陽電池に組み込むことで、光誘起分解経路をブロックする。この手法は二重メカニズムで動作し、ニトロキシルラジカルがスーパーオキシド種を中和し、官能基が鉛イオンやヨウ素空孔と配位して電子トラップ状態を不活性化する。
周囲条件下で製造されたデバイスは26.74%のチャンピオン効率に到達し、認証済み電力変換効率は26%超となった。封止されていないデバイスは1,000時間以上の連続光エージング後も初期効率の95%以上を保持した。
From: 
A molecular shield against light: Stabilizing perovskite solar cells at record efficiency
【編集部解説】
ペロブスカイト太陽電池は、その効率の高さと製造コストの低さから「次世代の太陽光発電技術」として期待されてきました。しかし、商業化への道のりには大きな壁が立ちはだかっています。それが「光による劣化」です。
この問題の核心は、太陽光に含まれる光と酸素によってスーパーオキシドラジカルという高反応性の分子が生成され、これがペロブスカイト結晶の内部構造を攻撃することにあります。従来の対策として封止技術や光学フィルターが試みられてきましたが、これらは外部からの攻撃を防ぐだけで、結晶内部や界面で発生する劣化には効果がありませんでした。
今回の研究が画期的なのは、プラスチック製品の光劣化防止に使われてきた立体障害アミンという化合物を、太陽電池の内部に直接組み込んだ点です。この分子は二つの機能を同時に果たします。一つ目は、光を吸収してニトロキシルラジカルに変化し、破壊的なスーパーオキシドラジカルを触媒的に中和すること。重要なのは、このプロセスが「再生可能」である点で、一度使われても元に戻るため、継続的な保護が可能になります。
二つ目の機能は、分子内の官能基が結晶の欠陥部分（配位不足の鉛イオンやヨウ素空孔）と結合し、電子トラップを不活性化することです。これにより結晶の粒径が大きくなり、膜の表面が平滑化され、エネルギー損失の原因となる非放射再結合が減少します。
実験結果として、周囲の空気中で製造されたデバイスが多数もの変換効率を達成し、封止なしで1,000時間以上連続して光を照射しても初期効率の95%以上を維持しました。これは従来のペロブスカイト太陽電池が数百時間で大幅に性能低下する現状と比較して、極めて大きな進歩です。
この技術の重要性は、単に数値が良いということだけではありません。現在、中国のLONGiがペロブスカイトとシリコンのタンデム構造で34.85%という世界記録効率を達成していますが、このような高効率デバイスも安定性の問題を抱えています。今回の安定化技術は既存のデバイス構造と互換性があるため、高効率デバイスの長寿命化にも応用できる可能性があります。
商業化の観点からも、この研究は重要な意味を持ちます。太陽光発電パネルは通常25年以上の動作が求められますが、ペロブスカイト太陽電池はこの要求を満たせないことが最大の障壁でした。今回の研究は、「安定性は材料固有の問題ではなく、化学的に制御可能である」ことを示しました。
さらに、この手法は他の光感受性材料にも応用できる可能性があります。建物一体型太陽光発電（BIPV）やタンデム太陽電池モジュールなど、長期的な日光曝露が必要な用途での実用化が期待されます。
一方で、課題も残されています。1,000時間は約42日間に相当し、商業製品として求められる25年（約22万時間）にはまだ遠く及びません。また、実験室の条件と実際の屋外環境では、温度変化や湿度、機械的ストレスなど、考慮すべき要因が多数存在します。国際電気標準会議（IEC）が定める商業化基準を満たすには、さらなる検証が必要です。
それでも、この研究が示した「分子レベルでの化学的制御」というアプローチは、ペロブスカイト太陽電池の実用化に向けた明確な道筋を示すものです。実験室の記録的な効率と実世界での耐久性という、これまで両立が難しかった二つの要素を同時に改善できる可能性を示したことは、太陽光発電技術の未来において重要な一歩となるでしょう。
【用語解説】
ペロブスカイト太陽電池
金属ハライドペロブスカイトと呼ばれる結晶構造を持つ材料を光吸収層に用いた太陽電池。製造コストが低く、効率が急速に向上していることから次世代太陽光発電技術として注目されている。一方で、光や湿度による劣化が早いという課題を抱えている。
立体障害アミン（光安定剤）
プラスチック製品などの光劣化を防ぐために使用される化学物質。光エネルギーを吸収してニトロキシルラジカルに変化し、破壊的な活性酸素種を触媒的に中和する。このプロセスは再生可能で、継続的な保護機能を提供する。
反転型ペロブスカイト太陽電池
電子輸送層と正孔輸送層の配置を通常とは逆にした構造の太陽電池。従来の正構造に比べて安定性やスケーラビリティに優れるとされ、近年の高効率デバイスで採用が増えている。
スーパーオキシドラジカル
酸素分子が電子を一つ受け取って生成される高反応性の化学種。ペロブスカイト太陽電池では光と酸素の存在下で生成され、有機カチオンや結晶構造を攻撃して劣化を引き起こす主要な原因物質。
電子トラップ状態
結晶の欠陥や不純物によって生じる、電子やホールが捕獲されてしまう状態。これが多いと電荷の移動が妨げられ、エネルギー損失や非放射再結合が増加し、太陽電池の効率が低下する。
電力変換効率
太陽電池が受けた光エネルギーのうち、電気エネルギーに変換できる割合を示す指標。単位はパーセント（%）で表され、太陽電池の性能を評価する最も重要な指標の一つ。
光エージング
太陽電池などの光電子デバイスに長時間光を照射し続け、時間経過による性能変化や劣化を評価する試験方法。実際の使用環境を模擬した耐久性評価として用いられる。
非放射再結合
電子とホールが再結合する際に、光（photon）として放出されずに熱エネルギーとして失われる現象。これが多いと太陽電池の効率が低下する。欠陥の少ない高品質な結晶では非放射再結合が抑制される。
タンデム太陽電池
異なるバンドギャップを持つ複数の太陽電池を積層した構造。それぞれの層が異なる波長の光を吸収することで、単一接合型の理論効率限界（約33%）を超える高効率化が可能になる。
建物一体型太陽光発電（BIPV）
Building Integrated Photovoltaicsの略。建物の屋根や壁面などの建材として太陽電池を組み込む技術。建材と発電装置の両方の機能を果たすため、都市部での太陽光発電普及の鍵となる。
【参考リンク】
LONGi（隆基緑能科技股份有限公司）（外部）
中国を拠点とする世界的な太陽光発電技術企業。シリコン太陽電池とペロブスカイト・シリコンタンデム太陽電池の両方で世界記録効率を保持している。
Hebei University of Technology（河北工業大学）（外部）
中国河北省に位置する理工系総合大学。材料科学や電子工学分野での研究に強みを持ち、今回の研究を主導した。
Chimie ParisTech（パリ化学大学）（外部）
フランスの名門工学系グランゼコール。化学・材料科学分野で高い研究水準を誇り、今回の国際共同研究に参画した。
ScienceDirect – eScience論文（外部）
今回の研究成果が掲載された論文の公式ページ。立体障害アミン安定化戦略の詳細なデータと分析が記載されている。
International Electrotechnical Commission（IEC）（外部）
国際電気標準会議。電気・電子技術分野の国際規格を策定し、太陽電池の性能評価や安定性試験の標準規格を定めている。
【参考記事】
Perovskite solar cells boosted to 26% power with over 1,000 hour life（外部）
立体障害アミン添加剤による劣化抑制を報告。
Chemical inhibition of light-induced decomposition by hindered amine（外部）
元論文。立体障害アミン安定化戦略の詳細なメカニズムと実験結果を掲載。
34.85%! LONGi Breaks World Record for Tandem Solar Cell Efficiency（外部）
LONGiが2025年4月に達成した世界記録効率34.85%を報告。理論効率限界43%に向けた進展を説明。
Highest Perovskite Solar Cell Efficiencies (2026 Update)（外部）
2025年時点で単接合ペロブスカイト太陽電池の最高認証効率が26.7%であることを確認。最新の効率記録を更新。
Stability challenges for perovskite–silicon tandem solar cells（外部）
ペロブスカイト・シリコンタンデム太陽電池の安定性課題を詳細に分析。タンデム構造特有の劣化メカニズムを解説。
【編集部後記】
今回の研究は、ペロブスカイト太陽電池が「実験室の星」から「実用技術」へと変わる可能性を示しています。効率と安定性の両立という、長年トレードオフとされてきた課題に、分子レベルの化学的アプローチで挑んだ点が印象的でした。
みなさんは、自宅の屋根や、ビルの窓ガラスが発電する未来をどう想像されますか？軽量で柔軟性のあるペロブスカイト太陽電池が25年間動作するようになれば、都市の風景は大きく変わるかもしれません。今回の技術が、その未来にどれだけ近づけるのか、注視していきたいと思います。
