安定した逆転ペロブスキート太陽電池の1D/3Dから2D/3Dまでの寸法調整
Ting Wang1,2, Leyu Bi3,4,5, Liu Yang6
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
|March 8, 2024
まとめ
研究者は,効率的で安定したペロブスキート太陽電池 (PSC) のためのモルフォリン水酸化物 (MORI) とチオモルフォリン水酸化物 (SMORI) を使用して新しい2Dペロブスキートキャピング層を開発しました. この戦略は,被動化とデバイスの性能を向上させます.
科学分野:
- 材料科学
- 再生可能エネルギー
- 太陽光発電
背景:
- 低次元/三次元 (LD/3D) のペロブスキート太陽電池 (PSC) は効率と安定性を向上させます.
- 逆転PSCのキャピング層の設計は,電荷抽出の問題のために困難です.
研究 の 目的:
- モルフォリン水酸化物 (MORI) とチオモルフォリン水酸化物 (SMORI) を用いてペロブスキート表面を改造するための新しい戦略を開発する.
- 逆転PSCにおける欠陥の被動化,表面の電気特性,装置の性能に対するこれらの変更の影響を調査する.
主な方法:
- MORIとSMORIを用いたペロブスキート膜の表面の受動化と電気的性質の調節
- 2Dペロブスキートカバー層でp-i-n反転ペロブスキート太陽電池の製造
- 装置の効率,動作の安定性,および大規模なミニモジュールの特徴.
主要な成果:
- 2D SMORIのペロブスキットキャピング層は,強固な表面被動化を提供し,強いn-N同型2D/3Dヘテロジュンクションを形成した.
- 1500時間後に87.6%の効率を維持し,単一のp-i-n反転PSCで24.55%の電力変換効率を達成しました.
- 5 × 5 cmのペロブスキートミニモジュールは,有効領域効率が22.28%であることを実証しました.
結論:
- 特にSMORIを使用した2Dペロブスキート層の戦略は,PSCの性能と安定性を大幅に改善します.
- 2Dキャピング層の量子井戸構造は,水分耐性を向上させ,イオン移動を抑制し,構造と環境の安定性を向上させます.
- このアプローチは高効率で耐久性の高いペロブスキート太陽電池の開発に 有望な経路を提供します.
