高効率の二次元ラドルスデン・ポッパーペロブスキート太陽電池

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• 太陽光発電

背景:

• 三次元 (3D) オーガニック・インオーガニック・ペロブスキットは,薄膜太陽電池で高い電力変換効率 (>20%) を提供します.
• しかし,3Dペロブスキットは環境と光安定性が悪い.
• 層状の2Dペロフスキット (ラドルズデン・ポッパー・フェーズ) は,電荷輸送が阻害されているため,安定性が向上したが,効率は限られている (4,73%).

研究 の 目的:

• 2Dペロブスキート太陽電池の効率と安定性を高めるため
• 層状のペロブスキート構造における電荷輸送の制限を克服する.
• 高性能で安定した光電子機器の開発

主な方法:

• 単結晶に近い2Dペロブスキート薄膜の製造
• 非有機ペロブスキットの結晶学的平面の偏向的な外平面の整列を達成する.
• 配列フィルムを使って平面太陽電池を製造する.

主要な成果:

• ヒステレシスなしで12.52%の光伏効率を達成しました.
• 3Dペロブスキートと比較して,光,湿度,熱のストレス下での安定性が著しく向上した.
• カプセル化されていない装置は,照明下で2,250時間以上の効率を保持します.
• 包装された装置は,照明や湿度下での劣化を示さなかった.

結論:

• 溶液で処理された単結晶2Dペロブスキート薄膜は,効率的な電荷輸送を可能にします.
• これらの層状のペロブスキットは,長期的な安定性を持つ高性能光電子機器への有望な経路を提供します.
• この発見は技術的に重要な 安定したペロブスキート基の太陽電池への道を開きます