ペロブスキート有機タンデム太陽電池のイソメリックダイアモニウムパッシベーション
Xin Jiang1,2, Shucheng Qin1,2, Lei Meng3,4
1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, CAS Key Laboratory of Organic Solids, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China.
Nature
|October 14, 2024
まとめ
研究者らは,シス・サイクロヘキサン1,4-ダイアモニウム二酸化物 (cis-CyDAI2) を使用してペロブスキート有機タンデム太陽電池 (TSC) を改善するための新しい受動化戦略を開発した. この方法は電圧を高め,安定した高性能太陽光発電の電力変換効率 (PCE) を高めます.
科学分野:
- 材料科学
- 再生可能エネルギー
- 太陽光発電
背景:
- ペロブスキート太陽電池 (PSC) は,タンデム太陽電池 (TSC) が単一結合効率の限界を超えるために不可欠です.
- ブロードバンドギャップ (WBG) のPSCは,ペロブスキート有機TSCでは,インターフェイス再結合により電圧損失が発生し,性能を阻害します.
- WBG PSCの電力変換効率 (PCE) を高めるには,効果的な表面被動化が不可欠です.
研究 の 目的:
- WBGペロブスキート太陽電池 (ペロ-SC) の表面パシバターとしてサイクロヘクサン1,4-ダイアモニウムダイオイド (CyDAI2) の使用を調査する.
- ペロブスキート有機TSC内のWBGペロ-SCのインターフェイス再結合と電圧損失に対処するために.
- 単質ペロブスキート有機TSCの全体的なPCEを改善する.
主な方法:
- シクロヘキサン1,4-ダイアモニウム二酸化物 (CyDAI2) のシス・およびトランス・イソマーを表面受動化のために合成し,使用した.
- cis-CyDAI2をWBGペロ-SC (1.88 eV帯域差) に適用して,電圧損失を軽減し,オープン回路電圧 (Voc) を強化した.
- シス-CyDAI2処理されたWBGペロ-SCと狭帯域ギャップ (1.27 eV) 有機太陽電池 (OSC) を組み合わせて製造された単体ペロブスキート有機TSC.
主要な成果:
- cis-CyDAI2同位体は,表面相互作用の特徴を示し,準フェルミレベルの分割-オープン回路電圧 (Voc) の不一致を効果的に軽減しました.
- cis- CyDAI2による受動化は,WBGペロ- SCsのVocを1. 36Vに増加させた.
- その結果,単体ペロブスキート有機TSCは25.7%の認定PCEを達成しました (証明された26.4%).
結論:
- Cis-CyDAI2は,WBGペロ-SCに対する非常に効果的な表面受容器であり,電圧損失を大幅に軽減します.
- 開発された受動化戦略は,安定性とPCEを向上した高性能ペロブスキート有機TSCを可能にします.
- この研究は,ペロブスキートベースのタンデム太陽電池技術の進歩のための有望なアプローチを示しています.
