CsPbBr3-クラスタアシストボトムアップ結晶化アプローチによって有効な低帯域のペロブスキート太陽電池
Liqiang Xie1, Kebin Lin1, Jianxun Lu1
1Engineering Research Center of Environmental-Friendly Functional Materials, Ministry of Education, College of Materials Science & Engineering , Huaqiao University , Xiamen 361021 , China.
Journal of the American Chemical Society
|November 29, 2019
まとめ
研究者らは,セシウム鉛ブロミドのクラスターを使用して,低ブロミド含量で安定した効率的なホルマミジウム鉛ヨウ素ペロブスキート太陽電池を作成する新しい方法を開発しました. このアプローチは,動作の安定性を高め,高い電力変換効率を達成します.
科学分野:
- 材料科学
- 再生可能エネルギー
- 固体物理学
背景:
- フォーマミジニウム鉛ヨウ酸化物 (FAPbI3) ベースのペロブスキットは,優れたスペクトル応答と光電流により,高性能のペロブスキット太陽電池 (PSC) に不可欠です.
- 安定したFAPbI3PSCを達成するには,通常,高レベルのブロミド (15-17%) とセシウム/メチルアモニウムを組み込み,相転換を防止する必要があります.残念ながら,スペクトル応答を狭めます.
- 幅広いスペクトル応答のためのブロミド含有量を減らすことは,フェーズ移行,インターフェースの問題,およびハライド移動によって引き起こされる動作の安定性が低いことがよくあります.
研究 の 目的:
- 低ブロミド,フェーズ純,安定したFAPbI3ベースのPSCの製造方法を開発する.
- FAPbI3 PSCの効率と安定性の間のトレードオフを克服し,フェーズトランジションを制御し,フィルム品質を向上させる.
- 新しい結晶化アプローチを通じて,FAPbI3 PSCの運用安定性とパフォーマンスを向上させる.
主な方法:
- CsPbBr3クラスターを垂直にアシストしたボトムアップ結晶化技術を使用した.
- 低ブロミド (1-6%) のFAPbI3ペロブスキートフィルムは,CsPbBr3クラスタを核化部位として使用して製造された.
- CsPbBr3クラスターは垂直結晶の成長を促進し,熱アニリング後の相均一性を改善しました.
主要な成果:
- 低ブロミド (1-6%),α相純,メチルアモニウムフリーFAPbI3を製造したメソポラスPSC.
- 830nmまでの拡張光応答で21.78%のチャンピオンパワー変換効率を達成しました.
- 1000時間の連続運転の後,初期効率の約82%を保持し,著しく改善された動作の安定性を実証しました.
結論:
- CsPbBr3クラスター助成結晶は,高品質で安定した低ブロミドのFAPbI3ペロブスキートフィルムを生産するための効果的な戦略です.
- この方法は,従来のFAPbI3PSCのフェーズ不安定性と性能の制限をうまく対処しています.
- 開発されたPSCは,効率的で耐久的なペロブスキート太陽光技術への有望な経路を提供します.
