コアシェール ZnO@SnO2 ナノ粒子 効率的な無機ペロブスキート太陽電池
Zhenxing Li1, Rui Wang2, Jingjing Xue2
1State Key Laboratory of Heavy Oil Processing, College of New Energy and Materials, Beijing Key Laboratory of Biogas Upgrading Utilization , China University of Petroleum (Beijing) , Beijing 102249 , China.
Journal of the American Chemical Society
|October 23, 2019
まとめ
研究者らは,ペロブスキート太陽電池で効率的な電子輸送のための新しいコアシェル ZnO@SnO2 ナノ粒子を開発しました. この新しい材料は,電力変換効率 (PCE) と電荷抽出を向上させ,高性能太陽光装置の道を開きます.
科学分野:
- 材料科学
- ナノテクノロジー
- 再生可能エネルギー
背景:
- 高性能の太陽電池には 効率的な電荷輸送が不可欠です
- 新しい電子輸送材料 (ETM) の開発は,ペロブスキート太陽電池 (PSC) 技術の進歩の鍵です.
- 既存の ETM は,エネルギーレベルの調整,キャリアの移動性,および電荷抽出において多くの制限に直面しています.
研究 の 目的:
- ZnO@SnO2ナノ粒子ベースの新型コアシェル電子輸送材料の設計と合成.
- 非有機ペロブスキート太陽電池の電子転送層としてこの新しい材料の可能性を調査する.
- 開発されたZnO@SnO2コアシェルナノ粒子を利用したPSCの性能向上を評価する.
主な方法:
- シンプルで容易な溶熱法を使用して,コアシェルの ZnO@SnO2 ナノ粒子を合成しました.
- 合成されたナノ粒子は,サイズ (8.1 nm) と殻の厚さ (3.4 nm) で特徴付けられました.
- 電子輸送材料は,その性能を評価するために無機ペロブスキート太陽電池に統合されました.
主要な成果:
- 核殻のZnO@SnO2ナノ粒子は,好ましいエネルギーレベルマッチと著しく強化された電子移動性を示した (SnO2の7倍).
- 電子伝送層としてZnO@SnO2を使用したペロブスキート太陽電池は,14.35%の電力変換効率 (PCE) を達成しました (JSC: 16.45 mA cm-2,VOC: 1.11 V,FF: 79%).
- ZnO@SnO2ナノ粒子の均一な形態は,高品質の無機ペロブスキート膜の成長を促進しました.
結論:
- 新しいコアシェルの ZnO@SnO2 ナノ粒子は高性能ペロブスキート太陽電池の効率的な電子輸送材料として大きな可能性を秘めています.
- エネルギーレベル調整と高い電子移動性を含む材料の特性により,デバイスの効率が向上します.
- この開発は,無機ペロブスキート太陽電池技術の進歩に有望な経路を提供します.
