孔導体のない太陽電池のガス固体界面での制御可能なペロブスキート結晶化,安定した電源変換効率が10%を超える
Feng Hao1, Constantinos C Stoumpos, Zhao Liu
1Department of Chemistry, and ‡Department of Materials Science and Engineering, and Argonne-Northwestern Solar Energy Research (ANSER) Center, Northwestern University , 2145 Sheridan Road, Evanston, Illinois 60208, United States.
Journal of the American Chemical Society
|November 7, 2014
まとめ
新しく開発されたガス固体結晶化法により,高品質で穴のないペロブスキート膜を高効率の太陽電池に堆積させることができます. このテクニックは,中間材料を避け,ホール輸送材料のないデバイスの性能と再現性を改善します.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 再生可能エネルギーの再生可能エネルギー
- フォトボルトイカは,太陽光発電の
背景:
- 高性能ペロブスキート太陽電池には,ピンホールのないペロブスキートフィルムが必要です.
- 穴輸送材料フリー (HTMフリー) のヘテロ結合装置は,簡素化されたペロブスキート太陽電池アーキテクチャに望ましい.
- 従来の溶液処理は,中間種による不完全なフィルムカバーをしばしばもたらします.
研究 の 目的:
- 高品質のペロブスキートフィルムを堆積させるための簡単で低温のガス固体結晶化プロセスを開発する.
- 結晶石形成機構を調査し,従来の溶液法と比較する.
- 開発されたピンホールフリーフィルムを使用して,HTMフリーペロブスキート太陽電池を製造し,特徴づけます.
主な方法:
- 低温 (<150°C) のガス固体結晶化プロセスは,CH3NH3PbI3ペロブスキート膜の堆積のために使用されました.
- ガス固体結晶化は,従来の溶液ベースの方法と比較した.
- ピンホールフリーCH3NH3PbI3フィルムは,HTMフリーペロブスキート太陽電池の構築に使用されました.
主要な成果:
- ガス固体法では,高品質の,ピンホールのないCH3NH3PbI3フィルムを,高表面覆い,低表面粗さ,制御可能な粒子のサイズで成功裏に生産しました.
- ガス固体結晶化によって堆積されたフィルムは,溶液処理で観察された問題のある針状の溶解中間物質を回避しました.
- その結果,HTM のないペロブスキート製の太陽電池は,光収集の強化を証明し,高再現性 (±0.1% の偏差が30個のセルにわたって) とともに10.6%の電力変換効率を達成しました.
結論:
- ガス固体結晶化は,効率的な太陽電池のためのピンホールフリーペロブスキートフィルムを製造するための実行可能で効果的な方法です.
- この方法は,従来のソリューション処理に比べて,特にHTMフリーデバイスアーキテクチャの場合,重要な利点を提供します.
- 開発されたプロセスは,高性能ペロブスキート太陽電池のスケーラブルで再現可能な生産のための大きな可能性を示しています.
