Americko-kanadská skupina vědců použila molekuly Lewisovy báze ke zlepšení povrchové pasivace v perovskitovém solárním článku.Tým vytvořil zařízení s vysokým napětím naprázdno a pozoruhodnou úrovní stability.
Americko-kanadský výzkumný tým vyrobil obrácený perovskitsolární panelpoužitím molekul Lewisovy báze pro povrchovou pasivaci.Lewisovy báze se obecně používají ve slunečním výzkumu perovskitu k pasivaci povrchových defektů v perovskitové vrstvě.To má pozitivní vliv na zarovnání energetické hladiny, kinetiku mezifázové rekombinace, hysterezní chování a provozní stabilitu.
"Očekává se, že Lewisova zásaditost, která je nepřímo úměrná elektronegativitě, bude určovat vazebnou energii a stabilizaci rozhraní a hranic zrn," uvedli vědci s tím, že molekuly se ukázaly jako vysoce účinné při vytváření silné vazby mezi buněčnými vrstvami. úroveň rozhraní."Lewisova základní molekula se dvěma atomy darujícími elektrony může potenciálně vázat a přemosťovat rozhraní a zemní hranice, což nabízí potenciál pro zvýšení adheze a posílení mechanické odolnosti perovskitových solárních článků."
Vědci použili molekulu difosfinové Lewisovy báze známou jako 1,3-bis(difenylfosfino)propan (DPPP) k pasivaci jednoho z nejslibnějších halogenidových perovskitů – formamidinium jodidu olovnatého známého jako FAPbI3 – pro použití v absorpční vrstvě buňky.
Vrstvu perovskitu nanesli na transportní vrstvu děr (HTL) dotovanou DPPP vyrobenou z oxidu nikelnatého (NiOx).Pozorovali, že některé molekuly DPPP se znovu rozpustily a segregovaly jak na rozhraní perovskit/NiOx, tak na povrchových oblastech perovskitu a že se zlepšila krystalinita perovskitového filmu.Řekli, že tento krok posílilmechanickéhouževnatost rozhraní perovskit/NiOx.
Výzkumníci postavili článek se substrátem vyrobeným ze skla a oxidu cínu (FTO), HTL na bázi NiOx, vrstvymethylem substituovaný karbazol(Me-4PACz) jako děrovou transportní vrstvu, perovskitovou vrstvu, tenkou vrstvu fenethylamoniumjodidu (PEAI), elektronovou transportní vrstvu vyrobenou z buckminsterfullerenu (C60), tlumicí vrstvu oxidu cíničitého (SnO2) a kovový kontakt vyrobený ze stříbra (Ag).
Tým porovnal výkon solárního článku dopovaného DPPP s referenčním zařízením, které neprošlo úpravou.Dopovaný článek dosáhl účinnosti přeměny energie 24,5 %, napětí naprázdno 1,16 V a faktor plnění 82 %.Nedopované zařízení dosáhlo účinnosti 22,6 %, napětí naprázdno 1,11 V a faktoru plnění 79 %.
"Zlepšení faktoru plnění a napětí naprázdno potvrdilo snížení hustoty defektů na předním rozhraní NiOx/perovskit po ošetření DPPP," uvedli vědci.
Vědci také postavili dopovaný článek s aktivní plochou 1,05 cm2, který dosáhl přeměny energieúčinnost až 23,9%a nevykazoval žádnou degradaci po 1500 hodinách.
"S DPPP, za okolních podmínek - to znamená bez dalšího zahřívání - celková účinnost přeměny energie článku zůstala vysoká po dobu přibližně 3 500 hodin," řekl výzkumník Chongwen Li."Perovskitové solární články, které byly dříve publikovány v literatuře, mají tendenci zaznamenat významný pokles účinnosti po 1 500 až 2 000 hodinách, takže je to velké zlepšení."
Skupina, která nedávno požádala o patent na techniku DPPP, představila buněčnou technologii v „Rational design of Lewis base Molles forstabilní a účinné inverzní perovskitové solární články“, která byla nedávno publikována v Science.V týmu jsou akademici z University of Toronto v Kanadě, stejně jako vědci z University of Toledo, University of Washington a Northwestern University ve Spojených státech.
Čas odeslání: 27. února 2023