高品質のペロブスキートフィルムの製造を最適化するための中間物質の分子構造を特定する
Jing Cao1, Xiaojing Jing1, Juanzhu Yan1
1State Key Laboratory for Physical Chemistry of Solid Surfaces, Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials, Engineering Research Center for Nano-Preparation Technology of Fujian Province, College of Chemistry, Chemical Engineering, Xiamen University , Xiamen 361005, China.
Journal of the American Chemical Society
|July 19, 2016
まとめ
ダイメチル硫化物 (DMSO) は高品質のペロブスキート太陽電池には不可欠ですが,Pb3I8の中間物質には欠かせません. PbI2-DMSO比率の制御は,重孔性PbI2フィルムを使用すると,再現性とデバイスの性能を改善するほど重要ではありません.
科学分野:
- 材料科学
- 再生可能エネルギー
- 化学工学
背景:
- ダイメチル硫化物 (DMSO) は,太陽電池用の高品質のメチルアモニアム鉛ヨウ化物 (MAPbI3) ペロブスキートフィルムを製造するのに不可欠でした.
- 中間物質 (MA) 2Pb3I8·2DMSO (Pb3I8) は,以前は高性能ペロブスキート太陽電池 (PSC) に不可欠と考えられていた.
研究 の 目的:
- ペロブスキート膜の形成におけるDMSOの役割を調査し,膜の質に影響を与える要因を特定する.
- 高性能のMAPbI3 PSCを製造するためのより再現可能で効果的なプロトコルを開発する.
主な方法:
- ペロブスキート膜の製造中の中間物質の構造分析
- PbI2-DMSO前駆物質の制御された熱処理により,メソポラスなPbI2膜を形成する.
- メソポラスPbI2とメチルアモニウムヨーデッド (MAI) を含む新しいプロトコルを使用して,MAPbI3ペロブスキートフィルムの製造.
主要な成果:
- DMSOの重要性はPb3I8形成によるものではなく,PbI2-DMSO比率は前体構造と膜品質に影響する.
- メソポラスなPbI2膜を作るための熱処理は,PbI2-DMSO比率の影響を最小限に抑え,再現性を高める.
- 過剰なMAIは (MA) 4PbI6の形成につながり,ヒステリースを誘発し,これはイソプロパノール治療によって除去されます.
- メソポラスPbI2フィルムとイソプロパノルのMAIを使用した新しいプロトコルは,最大19.0%の効率を持つMAPbI3PSCを生成します.
結論:
- ペロブスキート製造におけるDMSOの役割は複雑で,Pb3I8形成にのみ依存するものではありません.
- メソポラスPbI2フィルムは,正確なPbI2-DMSO比率から独立して,高度に再現可能なペロブスキートフィルム製造の経路を提供します.
- 開発されたプロトコルは,PSCにおける効率の変動とヒステリシスを大幅に減少させ,デバイスの性能を改善する道を開きます.
