ABD-Kanadalı bir grup bilim insanı, perovskit güneş pilinde yüzey pasifleşmesini geliştirmek için Lewis bazlı molekülleri kullandı.Ekip, yüksek açık devre voltajına ve dikkat çekici stabilite seviyelerine sahip bir cihaz üretti.
ABD-Kanadalı bir araştırma ekibi ters çevrilmiş bir perovskit ürettiGüneş piliyüzey pasivasyonu için Lewis baz molekülleri kullanılarak.Lewis bazları genellikle perovskit güneş araştırmalarında perovskit tabakasındaki yüzey kusurlarını pasifleştirmek için kullanılır.Bunun enerji seviyesi hizalaması, arayüzey rekombinasyon kinetiği, histerezis davranışı ve operasyonel stabilite üzerinde olumlu etkileri vardır.
Bilim insanları, "Elektronegatiflikle ters orantılı olan Lewis bazlığının, bağlanma enerjisini ve arayüzlerin ve tane sınırlarının stabilizasyonunu belirlemesi bekleniyor" dedi ve moleküllerin, hücre katmanları arasında güçlü bağ oluşturmada oldukça verimli olduklarının kanıtlandığını belirtti. arayüz seviyesi."İki elektron veren atoma sahip bir Lewis bazı molekülü potansiyel olarak arayüzleri ve zemin sınırlarını bağlayabilir ve köprüleyebilir, bu da perovskit güneş pillerinin yapışmasını artırma ve mekanik dayanıklılığını güçlendirme potansiyeli sunar."
Bilim adamları, bir hücrenin emici katmanında kullanılmak üzere en umut verici halojenür perovskitlerden birini (FAPbI3 olarak bilinen formamidinyum kurşun iyodür) pasifleştirmek için 1,3-bis(difenilfosfino) propan (DPPP) olarak bilinen bir difosfin Lewis bazı molekülü kullandılar.
Perovskit katmanını nikel(II) oksitten (NiOx) yapılmış DPPP katkılı delik taşıma katmanı (HTL) üzerine biriktirdiler.Bazı DPPP moleküllerinin hem perovskit/NiOx arayüzünde hem de perovskit yüzey bölgelerinde yeniden çözündüğünü ve ayrıldığını ve perovskit filmin kristalliğinin arttığını gözlemlediler.Bu adımın performansı artırdığını söyledilermekanikperovskite/NiOx arayüzünün dayanıklılığı.
Araştırmacılar hücreyi, cam ve kalay oksitten (FTO) yapılmış bir alt tabakayla (HTL, NiOx bazlı bir HTL) inşa etti.metil ikameli karbazol(Me-4PACz) delik taşıma katmanı olarak, perovskit katman, ince bir fenetilamonyum iyodür katmanı (PEAI), buckminsterfullerenden (C60) yapılmış bir elektron taşıma katmanı, bir kalay(IV) oksit (SnO2) tampon katmanı ve gümüşten (Ag) yapılmış metal bir kontak.
Ekip, DPPP katkılı güneş pilinin performansını, tedaviden geçmeyen bir referans cihazla karşılaştırdı.Katkılı hücre %24,5'lik bir güç dönüşüm verimliliğine, 1,16 V'luk bir açık devre voltajına ve %82'lik bir doldurma faktörüne ulaştı.Katkısız cihaz %22,6 verime, 1,11 V açık devre voltajına ve %79 doldurma faktörüne ulaştı.
Bilim adamları, "Doldurma faktörü ve açık devre voltajındaki iyileşme, DPPP işleminden sonra NiOx /perovskite ön arayüzünde kusur yoğunluğundaki azalmayı doğruladı" dedi.
Araştırmacılar ayrıca 1,05 cm2 aktif alana sahip, güç dönüşümü sağlayan katkılı bir hücre inşa ettiler.%23,9'a varan verimlilikve 1.500 saat sonra hiçbir bozulma göstermedi.
Araştırmacı Chongwen Li, "DPPP ile ortam koşulları altında (yani ek ısıtma olmadan) hücrenin genel güç dönüşüm verimliliği yaklaşık 3.500 saat boyunca yüksek kaldı" dedi."Literatürde daha önce yayınlanmış olan perovskit güneş pilleri, 1.500 ila 2.000 saat sonra verimliliklerinde önemli bir düşüş görme eğilimindedir, dolayısıyla bu büyük bir gelişmedir."
Yakın zamanda DPPP tekniği için patent başvurusunda bulunan grup, hücre teknolojisini “Lewis bazlı moleküllerin rasyonel tasarımı” başlıklı makalesinde sundu.istikrarlı ve verimli ters perovskit güneş pilleriYakın zamanda Science'da yayınlandı.Ekipte Kanada'daki Toronto Üniversitesi'nden akademisyenlerin yanı sıra Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Toledo Üniversitesi, Washington Üniversitesi ve Northwestern Üniversitesi'nden bilim adamları yer alıyor.
Gönderim zamanı: Şubat-27-2023