Egy amerikai-kanadai tudóscsoport Lewis-bázismolekulákat használt egy perovskit napelem felületi passzivációjának javítására.A csapat nagy nyitott áramköri feszültséggel és figyelemre méltó stabilitási szinttel rendelkező eszközt készített.
Egy amerikai-kanadai kutatócsoport fordított perovszkitot állított előnapelemLewis-bázismolekulák felhasználásával a felületi passziváláshoz.A Lewis-bázisokat általában a perovszkit napelemes kutatásban használják a perovszkit réteg felületi hibáinak passziválására.Ez pozitív hatással van az energiaszint-beállításra, a határfelületi rekombinációs kinetikára, a hiszterézis viselkedésére és a működési stabilitásra.
"Az elektronegativitással fordítottan arányos Lewis bázikusság várhatóan meghatározza a kötési energiát, valamint a határfelületek és a szemcsehatárok stabilizálását" - mondták a tudósok, megjegyezve, hogy a molekulák rendkívül hatékonynak bizonyultak a sejtrétegek közötti erős kötés létrehozásában. az interfész szintje.„A két elektrondonor atomot tartalmazó Lewis-bázismolekula potenciálisan megkötheti és áthidalhatja a határfelületeket és a földi határokat, ami lehetőséget kínál a perovszkit napelemek tapadásának és mechanikai szívósságának fokozására.”
A tudósok az 1,3-bisz(difenilfoszfino)-propán (DPPP) néven ismert difoszfin Lewis-bázismolekulát használták az egyik legígéretesebb halogenid-perovszkit – a FAPbI3 néven ismert formamidinium-ólomjodid – passziválására a sejt abszorberrétegében való felhasználásra.
A perovszkit réteget nikkel(II)-oxidból (NiOx) készült DPPP-vel adalékolt lyukszállító rétegre (HTL) helyezték fel.Megfigyelték, hogy egyes DPPP-molekulák újraoldódnak és szegregálódnak mind a perovszkit/NiOx határfelületen, mind a perovszkit felületi régiókban, és a perovszkit film kristályossága javult.Azt mondták, ez a lépés fokozta amechanikaia perovszkit/NiOx felület szívóssága.
A kutatók a cellát üvegből és ón-oxidból (FTO) készült szubsztrátumból, a NiOx alapú HTL-ből építették.metil-szubsztituált karbazol(Me-4PACz), mint lyuktranszport réteg, a perovszkit réteg, egy vékony fenil-ammónium-jodid réteg (PEAI), egy buckminsterfullerénből (C60) készült elektrontranszport réteg, egy ón(IV)-oxid (SnO2) pufferréteg, és ezüstből (Ag) készült fém érintkező.
A csapat összehasonlította a DPPP-vel adalékolt napelem teljesítményét egy referenciaeszközzel, amely nem ment át a kezelésen.Az adalékolt cella teljesítményátalakítási hatásfoka 24,5%, nyitott feszültsége 1,16 V és kitöltési tényezője 82%.Az adalékolatlan eszköz 22,6%-os hatásfokot ért el, 1,11 V-os nyitott feszültséget és 79%-os kitöltési tényezőt ért el.
"A kitöltési tényező és a nyitott áramköri feszültség javulása megerősítette a hibasűrűség csökkenését a NiOx/perovszkit front interfésznél a DPPP-kezelést követően" - mondták a tudósok.
A kutatók építettek egy 1,05 cm2 aktív területű adalékolt cellát is, amely teljesítményátalakítást ért elakár 23,9%-os hatékonyságés nem mutatott degradációt 1500 óra után.
„A DPPP-vel környezeti feltételek mellett – azaz további fűtés nélkül – a cella teljes energiaátalakítási hatékonysága körülbelül 3500 órán keresztül magas maradt” – mondta Chongwen Li kutató."A perovszkit napelemek, amelyeket korábban publikáltak az irodalomban, általában 1500-2000 óra után jelentősen csökkentik a hatékonyságukat, tehát ez nagy előrelépés."
A csoport, amely nemrégiben kért szabadalmat a DPPP technikára, bemutatta a sejttechnológiát „A Lewis-bázismolekulák racionális tervezésestabil és hatékony fordított perovszkit napelemek”, amely nemrég jelent meg a Science-ben.A csapat tagjai a kanadai Torontói Egyetem akadémikusai, valamint a Toledói Egyetem, a Washingtoni Egyetem és az Egyesült Államok Northwestern Egyetem tudósai.
Feladás időpontja: 2023.02.27