ペロブスキート太陽電池のラボとフィールドの寿命を結びつけるために

科学分野:

• 太陽光発電
• 材料科学
• 装置物理学

背景:

• 金属ハリドペロブスキート太陽電池 (PSC) は低コストで高効率の太陽電池ソリューションを提供します.
• 商用化には,光,熱,湿度などの外部のストレス要因の組み合わせ下でPSCの信頼性を理解する必要があります.
• 室内の加速テストプロトコルの開発は 現実世界の劣化を予測するために不可欠です

研究 の 目的:

• ペロブスキート太陽電池 (PSC) の室内の加速安定性試験と屋外での老化との相関を確立する.
• PSCの運用安定に影響を与える主要な劣化メカニズムとストレス要因を特定する.
• より信頼性の高いPSCデバイスの開発をガイドする.

主な方法:

• 最先端のポジティブ・イントラニクス・ネガティブ (p-i-n) PSCを使用し,効率は最大25.5%です.
• 照明と高温を組み合わせた室内の安定性試験を実施した.
• 比較分析のために6ヶ月の屋外加齢試験を実施した.
• インジウム・チンの酸化物/自己組み立てモノレイヤ/ペロブスキット界面の役割を調査した.

主要な成果:

• 室内の加速テストは6ヶ月の室外老化実験で観察された分解を成功裏に予測しました.
• 照明や高温下での装置の劣化率は,屋外での信頼性を最も示している.
• 穴の輸送層とペロフスキットのインターフェースは,装置の安定性にとって重要であると特定されました.
• トランスポート層のイオン遮断の改善により,動作の安定性は約2.8倍に増加しました.

結論:

• 室内の加速テストプロトコルは,p-i-n PSCの長期の室外性能と信頼性を効果的に予測できます.
• 穴の輸送層とペロフスキットのインターフェースの改善により,PSCの運用安定性が著しく向上します.
• 85°Cで1,000時間,50°Cで8,200時間以上で達成された改善されたPSC (予測される20%の分解).