7.5%以上の効率を持つ環境空気安定型無鉛 CsSnI₃太陽電池

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.