高性能ペロブスキートモジュールのためのペロブスキート基板の安定化インターフェース

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• 太陽光発電

背景:

• ペロブスキート太陽電池 (PSC) は再生可能エネルギーにとって有望です.
• インターフェースエンジニアリングは,PSCの効率と安定性にとって極めて重要です.
• ペロブスキートと基板のインターフェースは,上部インターフェースよりも研究が少ない.

研究 の 目的:

• ディメチル硫化物 (DMSO) がペロブスキート基板との接点に与える影響を調査する.
• インターフェースの空白を軽減し,PSCの安定性を改善する戦略を開発する.
• 電力変換効率 (PCE) とPSCの運用寿命を向上させる.

主な方法:

• ディメチル硫化物 (DMSO) をペロブスキート膜形成のための液体添加物として使用した.
• DMSOを部分的に置き換えるために固体炭水化物を導入した.
• ブラッドコーティングを使用したp型/内在型/n型 (p-i-n) PSCを製造.
• 60°Cで550時間の動作安定性試験を実施した.

主要な成果:

• DMSOはフィルム形成中に閉じ込められ,ペロブスキート基板のインターフェースに空洞を生成することが判明した.
• これらの空白は,照明下でPSCの分解を加速した.
• DMSOを炭水化物で部分的に置き換えると,表面の空洞が効果的に減少しました.
• 最適化PSCでは最大PCEの23.6%を達成した.
• 60°Cでの550時間の試験で,効率の低下は示されなかった.
• ペロブスキートミニモジュールは19.3% (18.1cm2) と19.2% (50.0cm2) の認定PCEを達成しました.

結論:

• 閉じ込められたDMSOによって引き起こされるインターフェイスの空白は,PSCの安定性を損なう.
• 炭水化物は,表面の空隙を小さくし,PSCの性能を向上させるのに有効な添加物です.
• 開発されたPSCは高い効率と優れた長期の運用安定性を示しています.