狭帯域混合鉛/亜鉛基2Dディオン・ジェイコブソン・ペロブスキットは太陽電池の性能を向上させる

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• 固体物理学

背景:

• 2次元/3次元 (3D) 階層構造の二次元 (2D) ハリドペロブスキットは,デバイスの性能と安定性を高めます.
• 2D Dion-Jacobson (DJ) 段階のハリドペロブスキットは優れた電荷輸送特性を持ち,太陽電池のアプリケーションに魅力的です.

研究 の 目的:

• 混合鉛/亜鉛 (Pb/Sn) ベースのペロブスキットを用いて新しい2D DJフェーズペロブスキットを開発する.
• 効率と安定性を高めるために,これらの複合ペロブスキットを光吸収体として使用して太陽電池を製造し,特徴づけること.

主な方法:

• 3AMPのオーガニック・スペーサーを組み込んだ2DDフェーズ・ペロフスキットの製造.
• 狭いバンドギャップ (1.27 eV) と長いキャリア寿命 (657.7 ns) を有する混合Pb/Snベースのペロブスキットの合成.
• 2D DJ 3AMPベースの複合材料と3D MA$_{0.5}$FA$_{0.5}$Pb$_{0.5}$Sn$_{0.5}$I$_{3}$のペロブスキート光吸収器を用いた太陽電池の製造

主要な成果:

• 2D DJペロフスキーで1.27 eVの狭いバンドギャップと657.7nsのキャリア寿命を達成しました.
• 太陽電池の電力変換効率 (PCE) は20.09%でした.
• 装置は,0.88Vの高開回路電圧 (VOC),79.74%の充填因数 (FF),および28.63mAcm−2の短路電流密度 (JSC) を示した.

結論:

• 3AMPを2DDDペロブスキットに有機間隔器として使用することは,単一結合の狭帯域ギャップ太陽電池の性能を向上させるための効果的な戦略です.
• これらの複合ペロブスキットは,タンデムデバイスの構成で底部太陽電池の有望で高効率な代替品を提供します.
• 開発された材料は,効率と安定性を向上させることで次世代太陽エネルギー技術の進歩の可能性を示しています.