効率的で安定したp-i-nペロブスキート太陽電池は,in-situ機能群変換によって可能になる
Minchao Liu1,2, Jinyuan Zhang1, Shucheng Qin1
1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, CAS Key Laboratory of Organic Solids, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China.
Journal of the American Chemical Society
|November 8, 2024
まとめ
新しい添加物は,ペロブスキート太陽電池 (pero-SCs) の機能群の局所変換を可能にします. この戦略は,構造の整合性と欠陥の被動性を高め,デバイスの効率と安定性を向上させます.
科学分野:
- 材料科学
- 化学工学
- 再生可能エネルギー
背景:
- 化学添加物は,ペロブスキート太陽電池 (pero-SC) の結晶化運動,膜形態,性能,および安定性にとって不可欠です.
- 炭酸 (-COOH) は構造的整合性を改善し,鉛の流出を減少させるが,直接添加すると結晶化を遅らせる.
- 結晶化を妨げずに -COOHの機能を組み込む方法が必要です.
研究 の 目的:
- ペロ-SCの性能と安定性を高めるための新しい添加物戦略を開発する.
- -COOHの直接添加に関連した結晶化遅延の問題を克服するために.
- ペロブスキート膜形成の改善のための in situ 機能群変換メカニズムを調査する.
主な方法:
- 抗溶剤の添加物としてBis-PEG4-NHSエステル (Bis-dioxopyrrolidin-1-yl) 4,7,10,13-tetraoxahexadecanedioate) を使用した.
- 添加物の -COOR 群を -COOH 群に水解によって in situ 変換する.
- 改造された添加物を含む製造されたp-i-n pero-SC装置.
主要な成果:
- in situで生成された水解剤は,PbI2とFAIとの相互作用が強化された.
- ペロブスキート膜の構造的整合性と欠陥の被動化が改善されたことが観察されました.
- 25.79%のペロ-SC装置の効率 (認定25.47%) を達成し,顕著な長期安定性を示した.
結論:
- 場所での機能群変換は,ペロ-SCの性能を改善するための実行可能な戦略です.
- 新しい添加物のアプローチは,構造的強化と最適の結晶化運動を効果的にバランスさせます.
- この研究は,ペロブスキート結晶の成長中の化学相互作用の洞察を提供し,ペロ-SC技術を進めている.
