セルフアセンブリド・ポルフィリン・スーパモレキュルの穀物境界工学 高効率の広域ペロブスキート光伏

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• 太陽光発電

背景:

• 多結晶ペロブスキート太陽電池 (PSC) の粒子の境界は,性能の制限と不安定性の重要な場所です.
• 既存の受動化戦略では,電荷キャリアの輸送,特に穴の輸送を阻害する絶縁材料がしばしば使用されます.

研究 の 目的:

• ペロブスキート粒子の境界に 新しい超分子結合剤を設計する
• これらの境界を越えて効率的な穴の輸送を促進します.
• 大面積のPSCの全体的な性能と安定性を向上させる.

主な方法:

• モノアミン・ポルフィリン (MPs) でペロブスキートフィルムをドーピングし,粒子の境界で自己組織化します.
• 有機カチオンによるプロトン化によるアンモニア・ポルフィリンの形成により,欠陥の被動化と穴の抽出が可能である.
• 超分子,特にNiP超分子内の周期的なポラロンを利用して,粒子の境界を越えて穴の輸送を容易にします.

主要な成果:

• ニオードープされたPSCは,有効面積1.0cm2で22.1%の認証された電力変換効率を達成しました.
• オープン回路の電圧と充填因子の有意な改善が観察されました.
• カプセル化されていない装置は,絶好の動作安定性を示し,連続照明または熱ストレスの3000時間後に80%以上のパフォーマンスを維持しました.

結論:

• 開発された超分子結合剤は,欠陥を効果的に無効化し,ペロブスキート粒子の境界で電荷輸送を強化します.
• このアプローチは,大面積のPSCの効率と長期的な安定性を改善するための有望な戦略です.
• NiP-supramoleculeシステムは,ペロブスキート太陽電池技術の進歩に特別な可能性を示しています.