硫黄酸で触媒化された鉛ペロブスキート形成,ガラスまたはプラスチック基板上の太陽電池製造

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• 太陽光発電

背景:

• メチラモニウムトライオドプルンバート (CH3NH3PbI3) のような鉛ペロブスキート材料は,印刷可能な太陽電池 (SC) に有望である.
• 現在の調製方法には,エネルギー的に高価な割れ方と前体溶液の形成が含まれており,効率性に影響します.
• 太陽電池の性能を向上させるには ペロブスキート膜の形成を最適化することが重要です

研究 の 目的:

• 鉛ペロブスキート太陽電池の製造と性能に対するズウィットリオン硫酸 (NH3SO3,SA) の影響を調査する.
• SAがPbI2 (PI) をCH3NH3PbI3 (PV) に変換し,PV結晶の成長を促進できるかどうかを判断する.
• 電力変換効率とSC装置の安定性に対するSAの影響を評価する.

主な方法:

• CH3NH3PbI3 (PV) 太陽電池の前駆体溶液に少量の硫黄酸 (SA) を加える.
• インジウム亜鉛 (ITO) /ガラスの基板で,厚さ320nmのPVフィルムを使用してSC装置の製造.
• サブストラットのスピンコーティングと加熱により,SAを含有または含有しないペロブスキート膜が形成されます.
• 短路電流,オープン回路電圧,充填率,電力変換効率を含むデバイスの性能の特徴.
• 装置の再現性,ヒステリシス,および環境条件下での安定性の試験.

主要な成果:

• 硫黄酸 (SA) は,PbI2 (PI) をCH3NH3PbI3 (PV) に変換し,PV結晶の成長を促進した.
• 0.7 wt%のSAで製造されたSC装置は,SAのない装置と比較して22.5%の電力変換効率 (16.02%) を高めた.
• SAを持つ装置は,短路電流,オープン回路電圧,充填因子が改善され,ヒステレスが最小でした.
• 複製可能な効率 (±0. 3%) と,カプセル化されていないデバイスの良好な保存期間が観察されました.
• ITO/ポリエチレンナフタレットで製造された柔軟なSC装置は,SAで12.4%の効率を達成しました.

結論:

• 硫黄酸 (SA) は鉛ペロブスキート (PV) 太陽電池の製造を加速し,デバイスの性能を向上させるのに有効な添加物です.
• SAを追加すると,パワー変換効率とデバイスの安定性が著しく改善されます.
• SAは電子伝送を促進し,太陽電池の全体的な性能向上に貢献します.
• SAは効率的で安定したプリント可能なペロブスキート太陽電池の開発の可能性を示しています.