CuSCNホール抽出層を備えたペロブスキート太陽電池は,20%以上の安定した効率を生み出します
Neha Arora1, M Ibrahim Dar2, Alexander Hinderhofer3
1Laboratory of Photonics and Interfaces, Department of Chemistry and Chemical Engineering, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL), CH-1015 Lausanne, Switzerland.
Science (New York, N.Y.)
|October 4, 2017
まとめ
ペロブスキート太陽電池 (PSC) は,安価な銅のチオシアネート (CuSCN) を穴抜き層として使用して,現在20%以上の効率を上げています. グラフェン・スペーサーを付加することで,従来の材料を上回る動作の安定性が著しく向上しました.
科学分野:
- 材料科学
- 再生可能エネルギー
- 太陽光発電
背景:
- 高効率のペロブスキート太陽電池 (PSC) は通常,高価な有機ホール輸送材料に依存しています.
- 太陽光発電の効率が20%を超えることは,太陽光発電の研究における重要な基準です.
研究 の 目的:
- 効率が20%を超えるPSCを,費用対効果の高い代替穴抜き層を用いて実証する.
- 銅 (I) チオシアネート (CuSCN) を使ったPSCの安定性と性能を調査する.
主な方法:
- 溶媒の迅速な除去技術で穴の抽出層としてCuSCNを使用したPSCの製造.
- CuSCNとゴールド電極の間には,減少グラフェン酸化物 (rGO) のスペーサー層を組み込む.
- 装置の効率,熱的安定性,および加速老化条件下での動作安定性の評価
主要な成果:
- CuSCNを使用したPSCは20%以上の安定した効率を達成しました.
- 初期デバイスは,CuSCN/Auインターフェイスでのポテンシャル誘発の劣化により,動作の安定性が低下した.
- rGO隔離層の追加により,装置の安定性が向上し,1000時間の老化後に95%以上の効率を維持しました.
- CuSCNベースのPSCは,スピロOMeTADベースのデバイスと比較して,照明と熱のストレスが組み合わせられた状態で優れた安定性を示しました.
結論:
- 銅 (I) シアナートは高効率のPSCで高価な有機材料に代わる,実行可能な低コストの代替品です.
- 還元されたグラフェン酸化物は,CuSCNベースのPSCの分解を緩和し,動作の安定性を改善するための効果的な中間層です.
- CuSCNベースのPSCは,安定で効率的な次世代太陽電池の開発に有望な経路を提供します.
