効率が15を超えた太陽電池のためのナノロドのような形態を持つ二次元ラドルズデン・ポッパーペロフスキート

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• 固体物理学

背景:

• 二次元 (2D) のラドルスデン・ポッパー・ペロフスキットは太陽電池の環境安定性を提供しています.
• しかし,2Dペロブスキットは通常,限られた光伏性能を示します.

研究 の 目的:

• 太陽電池の性能と安定性を向上させる新しい2Dペロブスキート材料を開発する.
• フィルム形成のメカニズムとその光伏特性への影響を調査する.

主な方法:

• 2-チオフェネメチルアモニウム (ThMA+) を間隔カチオンとして使用して新しい2Dペロブスキットを合成した.
• メチルアモニウム塩化物 (MACl) 補助フィルム形成技術を用いて,N,N-ジメチルホルマミドで高度に指向した薄膜を堆積した.
• フィルムの形状,結晶性,および結晶の方向性を特徴付けました.

主要な成果:

• 2Dペロブスキート太陽電池で15%以上の電力変換効率 (n=3) を達成し,n<6デバイスの記録です.
• 3Dペロブスキートと比較して安定性が向上しています.
• 単一結晶に近い質と好ましい結晶学的な方向性を持つ,ナノロドのような密度の薄膜の形成を観察した.

結論:

• MAClで加工されたThMA+ベースの2Dペロブスキットは,光伏の性能と安定性を大幅に向上させます.
• この効率の向上は,電荷の輸送を容易にする高度に指向した結晶膜に起因する.
• この研究は,制御された結晶性と方向性を持つ高性能2Dペロブスキート太陽電池の製造に関する洞察を提供します.