セレノフェンベースの2Dラドルズデン・ポッパーペロフスキート太陽電池,効率は19を超えています
Qiang Fu1,2, Mingqian Chen1, Qiaohui Li1
1The Centre of Nanoscale Science and Technology and Key Laboratory of Functional Polymer Materials, Institute of Polymer Chemistry, College of Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, China.
Journal of the American Chemical Society
|September 26, 2023
まとめ
新しいセレノフェンベースのスペーサーは,二次元のラドルスデン・ポッパー・ペロブスキート太陽電池 (PSC) の安定性と効率性を高めます. これらの高度な2DPSCは,記録的な電力変換効率と環境ストレスに対する耐久性を達成します.
科学分野:
- 材料科学
- 再生可能エネルギー
- 固体物理学
背景:
- 二次元 (2D) のラドルスデン・ポッパー (RP) のペロブスキートは,ペロブスキート太陽電池 (PSC) の安定性を高めます.
- しかし,2D RP PSCは,より高いエクシトン結合エネルギーに苦しんでおり,3D アナログと比較してその光伏性能を制限しています.
- これらの制約を克服するための効果的な戦略の開発は,2DPSC技術の進歩に不可欠です.
研究 の 目的:
- 2D RP PSCの効率と安定性を向上させるための新しいセレノフェンベースのスペーサーを開発する.
- ペロブスキート膜の品質とデバイスの性能に対する新しいスペーサーの影響を調査する.
- 2D RP PSCで記録的な電力変換効率 (PCE) を達成するために,シネジスティックな材料とデバイスエンジニアリングを行います.
主な方法:
- セレノフェン基のセレノフェンメチルアモニウム (SeMA) の合成と適用
- メチラモニウム (MA) とフォーマミジウム (FA) をA位カチオンとして使用した2D RP PSCの製造.
- [6,6]-フェニル-C61-バチル酸メチルエステル (PCBM) のプレデポジション輸送層 (PDTL) を欠陥受容と電子輸送層の密集化に使用した.
主要な成果:
- SeMAスペーサーは,高品質の2Dペロブスキートフィルムの形成を容易にし,大きな粒子を垂直方向にしました.
- PDTLは表面の欠陥を効果的に消化し,電子の抽出と輸送を強化しました.
- 最適化されたPSCはMAでPCE17.25%,FAで記録的な19.03%を達成しました.
- 装置は,熱,湿度,光の安定性を大幅に改善しました.
結論:
- セレノフェン基のスペーサーは2D RP PSCの性能を向上させるための有望な戦略です.
- 新型スペーサーとデバイスエンジニアリング (PDTL) の相乗効果は,高効率で安定した2DPSCにつながります.
- この研究は,安定で効率的な2Dペロブスキート太陽電池技術の商業的実現への道を開きます.
