USA-Kanada teadlaste rühm on kasutanud Lewise baasmolekule, et parandada pinna passivatsiooni perovskiit päikesepatareis.Meeskond valmistas seadme, millel on kõrge avatud vooluahela pinge ja märkimisväärne stabiilsus.
USA-Kanada uurimisrühm valmistas ümberpööratud perovskiidipäikesepaneelkasutades pinna passiveerimiseks Lewise alusmolekule.Lewise aluseid kasutatakse perovskiidi päikeseuuringutes üldiselt perovskiidikihi pinnadefektide passiivseks kõrvaldamiseks.Sellel on positiivne mõju energiataseme joondamisele, liidese rekombinatsiooni kineetikale, hüstereesi käitumisele ja töö stabiilsusele.
"Lewise aluselisus, mis on pöördvõrdeline elektronegatiivsusega, määrab eeldatavasti sidumisenergia ning liideste ja terade piiride stabiliseerimise," ütlesid teadlased, märkides, et molekulid osutusid rakukihtide vahelise tugeva sideme loomisel väga tõhusaks. liidese tase."Kahe elektrone loovutava aatomiga Lewise baasmolekul võib potentsiaalselt siduda ja siluda liideseid ja maapinna piire, pakkudes potentsiaali suurendada perovskite päikesepatareide adhesiooni ja tugevdada mehaanilist vastupidavust."
Teadlased kasutasid 1,3-bis(difenüülfosfino)propaani (DPPP) nime all tuntud difosfiin-Lewise alusmolekuli, et passiveerida üks kõige lootustandvamaid halogeniidperovskiite – formamidiinium-pliijodiidi, mida tuntakse nime all FAPbI3 – kasutamiseks raku neeldumiskihis.
Nad katsid perovskiitkihi nikkel(II)oksiidist (NiOx) valmistatud DPPP-ga legeeritud aukude transpordikihile (HTL).Nad täheldasid, et mõned DPPP molekulid lahustusid ja eraldusid nii perovskiit/NiOx liideses kui ka perovskiitpinna piirkondades ning et perovskiitkile kristallilisus paranes.Nad ütlesid, et see samm parandasmehaanilisedperovskiit/NiOx liidese sitkus.
Teadlased ehitasid raku klaasist ja tinaoksiidist (FTO) valmistatud substraadiga, NiOx-l põhineva HTL-iga,metüülasendatud karbasool(Me-4PACz) aukude transpordikihina, perovskiitkiht, õhuke fenetüülammooniumjodiidi (PEAI) kiht, buckminsterfullereenist (C60) valmistatud elektronide transpordikiht, tina(IV)oksiidi (SnO2) puhverkiht ja hõbedast (Ag) valmistatud metallkontakt.
Meeskond võrdles DPPP-ga legeeritud päikesepatarei jõudlust võrdlusseadmega, mis ei läbinud ravi.Legeeritud element saavutas võimsuse muundamise efektiivsuse 24,5%, avatud ahela pinge 1,16 V ja täiteteguri 82%.Legeerimata seade saavutas efektiivsuse 22,6%, avatud vooluahela pinge 1,11 V ja täiteteguri 79%.
"Täiteteguri ja avatud vooluahela pinge paranemine kinnitas defektide tiheduse vähenemist NiOx / perovskiit esiliideses pärast DPPP-töötlust," ütlesid teadlased.
Teadlased ehitasid ka 1,05 cm2 aktiivse pindalaga legeeritud raku, mis saavutas võimsuse muundamisekasutegur kuni 23,9%ja 1500 tunni pärast ei ilmnenud lagunemist.
"DPPP-ga püsis elemendi üldine võimsuse muundamise efektiivsus välistingimustes – st ilma täiendava kuumutamiseta – kõrge umbes 3500 tundi," ütles teadlane Chongwen Li."Kirjanduses varem avaldatud perovskiit-päikesepatareide efektiivsus väheneb märkimisväärselt pärast 1500 kuni 2000 tundi, seega on see suur edasiminek."
Hiljuti DPPP tehnikale patenti taotlenud rühm tutvustas rakutehnoloogiat artiklis "Lewise baasmolekulide ratsionaalne disainstabiilsed ja tõhusad ümberpööratud perovskiidist päikesepatareid”, mis avaldati hiljuti ajakirjas Science.Meeskonda kuuluvad Kanada Toronto ülikooli teadlased, aga ka teadlased Toledo ülikoolist, Washingtoni ülikoolist ja Ameerika Ühendriikide Northwesterni ülikoolist.
Postitusaeg: 27.02.2023