JAV ir Kanados mokslininkų grupė panaudojo Lewis bazines molekules, kad pagerintų paviršiaus pasyvumą perovskito saulės elemente.Komanda pagamino įrenginį su aukšta atviros grandinės įtampa ir puikiu stabilumo lygiu.
JAV ir Kanados mokslininkų grupė pagamino apverstą perovskitąsaulės elementasnaudojant Lewis bazines molekules paviršiaus pasyvavimui.Lewis bazės paprastai naudojamos perovskito saulės tyrimams, siekiant pasyvinti perovskito sluoksnio paviršiaus defektus.Tai turi teigiamą poveikį energijos lygio derinimui, sąsajų rekombinacijos kinetikai, histerezės elgesiui ir veikimo stabilumui.
„Tikimasi, kad Lewiso baziškumas, kuris yra atvirkščiai proporcingas elektronegatyvumui, lems surišimo energiją ir sąsajų bei grūdelių ribų stabilizavimą“, – sakė mokslininkai ir pažymėjo, kad molekulės pasirodė esančios labai veiksmingos sukuriant tvirtą ryšį tarp ląstelių sluoksnių. sąsajos lygis."Lewiso bazinė molekulė su dviem elektronus dovanojančiais atomais gali potencialiai surišti ir sujungti sąsajas ir žemės ribas, suteikdama galimybę pagerinti perovskito saulės elementų sukibimą ir sustiprinti mechaninį atsparumą."
Mokslininkai panaudojo difosfino Lewiso bazinę molekulę, žinomą kaip 1,3-bis(difenilfosfino) propanas (DPPP), kad pasyvuotų vieną iš perspektyviausių halogenidų perovskitų – formamidinio švino jodidą, žinomą kaip FAPbI3, kad būtų galima naudoti ląstelės sugeriančiame sluoksnyje.
Jie nusodino perovskito sluoksnį ant DPPP legiruoto skylių transportavimo sluoksnio (HTL), pagaminto iš nikelio (II) oksido (NiOx).Jie pastebėjo, kad kai kurios DPPP molekulės vėl ištirpo ir atsiskyrė tiek perovskito / NiOx sąsajoje, tiek perovskito paviršiaus srityse, ir kad pagerėjo perovskito plėvelės kristališkumas.Jie sakė, kad šis žingsnis sustiprinomechaninisperovskito / NiOx sąsajos tvirtumas.
Tyrėjai pastatė ląstelę su substratu, pagamintu iš stiklo ir alavo oksido (FTO), HTL, pagrįsto NiOx, sluoksniumetilu pakeistas karbazolas(Me-4PACz) kaip skylę pernešantis sluoksnis, perovskito sluoksnis, plonas fenetilamonio jodido (PEAI) sluoksnis, elektronų pernešimo sluoksnis, pagamintas iš buckminsterfullereno (C60), alavo (IV) oksido (SnO2) buferinis sluoksnis ir metalinis kontaktas, pagamintas iš sidabro (Ag).
Komanda palygino DPPP legiruoto saulės elemento veikimą su etaloniniu prietaisu, kuris nebuvo apdorotas.Prietaiso elementas pasiekė 24,5% galios konversijos efektyvumą, 1,16 V atviros grandinės įtampą ir 82% užpildymo koeficientą.Be legiruoto prietaiso efektyvumas siekė 22,6%, atviros grandinės įtampa – 1,11 V, o užpildymo koeficientas – 79%.
„Užpildymo koeficiento ir atviros grandinės įtampos pagerėjimas patvirtino defektų tankio sumažėjimą priekinėje NiOx/perovskito sąsajoje po apdorojimo DPPP“, – teigė mokslininkai.
Tyrėjai taip pat pastatė legiruotą ląstelę, kurios aktyvusis plotas buvo 1,05 cm2, kuri pasiekė galios konversijąefektyvumas iki 23,9%ir neparodė degradacijos po 1500 val.
"Naudojant DPPP, esant aplinkos sąlygoms, ty be papildomo šildymo, bendras elemento energijos konversijos efektyvumas išliko aukštas maždaug 3500 valandų", - sakė mokslininkas Chongwen Li.„Perovskito saulės elementų, kurie anksčiau buvo paskelbti literatūroje, efektyvumas pastebimai sumažėja po 1500–2000 valandų, todėl tai yra didelis pagerėjimas.
Grupė, kuri neseniai pateikė prašymą patentuoti DPPP techniką, pristatė ląstelių technologiją straipsnyje „Racionalus Lewis bazinių molekulių projektavimas.stabilūs ir veiksmingi apverstieji perovskito saulės elementai“, kuris neseniai buvo paskelbtas Science.Komandą sudaro akademikai iš Toronto universiteto Kanadoje, taip pat mokslininkai iš Toledo universiteto, Vašingtono universiteto ir Šiaurės Vakarų universiteto JAV.
Paskelbimo laikas: 2023-02-27