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2026年11月4日

ペロブスカイト太陽電池の評価　　～ 内部構造を三次元で可視化 ～

川崎技術支援部
溝の口
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こんな課題はありませんか？

太陽電池の性能低下や劣化の要因を調査したい
太陽電池の内部に生じた欠陥を詳しく観察したい

ペロブスカイト太陽電池では、発電層の成膜過程などで膜内部にボイド（空隙）などの欠陥が生じることがあります。こうした内部欠陥は、発電性能や耐久性に影響を与える可能性があるため、その大きさや分布を把握することが重要です。

ここでは、FIB-SEMを用いてペロブスカイト太陽電池の断面を連続的に観察し、内部構造を三次元で可視化した事例を紹介します。

FIB-SEMによる断面観察

ペロブスカイト太陽電池の断面SEM像です。画像の下部から、PET、透明導電膜層、n型半導体層、ペロブスカイト層、p型半導体層、金属電極の層構造を確認できます。
ペロブスカイト太陽電池の断面SEM像

FIB（集束イオンビーム）を用いて試料を加工しながらSEM観察することで、太陽電池を構成する各層の断面構造を詳細に観察できます。研究用セルからモジュール、封止フィルムを含む完成品まで幅広く対応可能です。また、ガラスやPETなど、基材の種類を問わず断面観察が可能です。

連続断面像から内部構造を三次元可視化

ペロブスカイト太陽電池の断面像と、ペロブスカイト層内部に存在するボイド分布を紫色で示した三次元像
ペロブスカイト層内部のボイドの三次元分布

FIBによる断面加工とSEM撮影を繰り返して多数の連続断面像を取得し、それらを三次元で再構築しました。二次元の断面観察だけでは把握しにくい、ペロブスカイト層内部のボイドの形状や空間的な分布を可視化できます。

この評価で分かること

  • 太陽電池内部のボイドなどの欠陥の有無
  • 欠陥の大きさ・形状・位置
  • 欠陥が深さ方向にどのように広がっているか
  • 欠陥の三次元的な分布

FIB-SEMで内部構造・欠陥を詳しく評価

KISTECでは、FIB-SEMによる局所領域の断面加工・観察に加え、連続断面像を用いた三次元構造解析に対応しています。材料内部に存在するボイドなどの欠陥について、断面形態だけでなく、その形状や分布を三次元的に評価できます。

ペロブスカイト太陽電池の性能評価や各種解析についてお困りの際はぜひお問い合わせ下さい。

使用機器

集束イオンビーム装置（マルチ解析用・FIB-SEM/EDS/EBSD）[Scios LoVacシステム]

ご利用方法

依頼試験（KISTEC事業名：試験計測）、委託受託（KISTEC事業名：技術開発受託）で利用できます。