地域選択的なマルチサイト原子塩素受容は効率的で安定したペロブスキート太陽電池を可能にします
Jinpeng Wu1, Ming-Hua Li1,2, Jiang-Tao Fan3
1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences (BNLMS), Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China.
Journal of the American Chemical Society
|March 6, 2023
まとめ
有機ハライド塩はペロブスキート太陽電池 (PSC) を改善しますが,性能を低下させることがあります. この研究では,欠陥を消し去るために塩素を含む有機分子を使用し,PSCの効率を25.02%まで高め,安定性を高めます.
科学分野:
- 材料科学
- 太陽光発電
- 固体化学
背景:
- ペロブスキート太陽電池 (PSC) の効率は欠陥によって制限されています.
- 有機ハライド塩,特に塩化物は,強いPb-Cl結合による欠陥の被動化に使用されます.
- 小さいCl-アニオンをペロブスキット格子に組み込むと,性能が低下する.
研究 の 目的:
- PSCにおける欠陥消化のための新しい方法を開発する.
- 塩素がペロブスキット格子に有害に組み込まれるのを防ぐために
- パワー変換効率 (PCE) とPSCの安定性を高める.
主な方法:
- イオンCl塩を原子Clを含む有機分子に置き換える.
- 最適なCl原子の空間配置のための分子構成の最適化.
- Cl原子と有機フレームワークの間の共性結合の調査.
主要な成果:
- PSCの25.02%の認定PCEを達成しました.
- ペロフスキットの大量格子へのCl-アニオンの組み込みを防止することが示された.
- 強化されたPSCは500時間の動作後に初期PCEの90%を保持しました.
結論:
- 原子Clを含む有機分子は,イオン塩化物と比較して優れた欠陥受動性を提供します.
- 分子設計は欠陥の被動化を最大化し,格子歪みを防止するために重要です.
- このアプローチは,PSCの効率と運用安定の両方を大幅に改善します.
