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7.5%以上の効率を持つ環境空気安定型無鉛 CsSnI₃太陽電池

Tao Ye ^1,2, Ke Wang ², Yuchen Hou ^1,2

⁰Department of Materials Science and Engineering, Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16802, United States.

Journal of the American Chemical Society +

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2021年3月11日

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まとめ

ブラックCsSnI3を使用したエコフレンドリーなペロブスキート太陽電池は,安定性と効率が向上しています. N,N'-メチレンビス・アクリルアミド (MBAA) を含め,チンの酸化を防止し,デバイスの性能と長寿を向上させます.

科学分野

材料科学
再生可能エネルギー
光電子機器

背景

ブラックオルソロンビック (B-γ) CsSnI3は,低毒性および良好な光電子特性により,太陽電池のための有望なエコフレンドリーペロブスキートです.
CsSnI3ペロブスキート太陽電池 (PSC) の主要な課題は,周囲の空気中の Sn2+ から Sn4+ の急速な酸化であり,デバイスの安定性を制限します.
再生可能エネルギー技術の発展には,安定した,効率的な,環境にやさしいPSCの開発が不可欠です.

研究の目的

ブラックCsSnI3ペロブスキート太陽電池の環境空気の安定性を高めるため
CsSnI3ベースの装置の電力変換効率 (PCE) を改善する.
N,Nオミノ'-メチレンビス (MBAA) がペロブスキート構造の安定化に果たす役割を調査する.

主な方法

N,Nオミノ'-メチレンビス・アクリラミド (MBAA) をB-γ CsSnI3ペロブスキート層に組み込む.
穴を運ぶ材料として,ポリー−ヘキシルチオフェンの利用.
封装されていないCsSnI3-MBAAペロブスキート太陽電池の製造と試験

主要な成果

周囲の空気に安定したB-γ CsSnI3ペロブスキート太陽電池はMBAAを使用して成功裏に製造されました.
包装されていないCsSnI3-MBAAPSCで達成された最高電力変換効率 (PCE) は7.50%であった.
MBAAの改変により,装置の安定性が著しく改善され,静止状態で1440時間後にPCEが60. 2%,周囲の空気で120時間後に76. 5%,連続照明の120時間後に58. 4%.

結論

N,Nオミノ'-メチレンビス ((アクリラミド) は,Sn2+と協調結合を形成し,欠陥密度を低下させ,酸化を防ぐことで,黒のCsSnI3を効果的に安定させます.
改造されたCsSnI3ペロブスキットは,様々な環境のストレス下での安定性を高め,実用的なアプリケーションに不可欠です.
この研究は,高性能で安定し,環境に優しいペロブスキート太陽電池の開発のための実行可能な戦略を提示しています.

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