NiO_xの酸化状態操作は,高性能とペロブスキート太陽電池モジュールの光吸収安定性のために

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• ナノテクノロジー

背景:

• ニッケル酸化物 (NiO_x) は,ペロブスキート太陽電池 (PSC) の主要なホール輸送層である.
• NiO_xの溶液処理は,非ステイキオメトリー (Ni^{≥3 +}) に繋がり,穴の移動性を改善するが,インターフェイスのリドックス反応によりデバイスの安定性を低下させる.

研究 の 目的:

• 安定して効率的な2層のNiO_xフィルムを開発し,Ni^≥3+濃度を正確に制御する.
• デバイスの長期的な安定性を損なうことなく,充電輸送の強化のためのNi^{≥3 +}の利点を活用する.

主な方法:

• 二層のNiO_xフィルムを制御された酸素部分圧でスプッタリングを用いて製造する.
• 二層構造内の2つのNiO_x層の比率の最適化
• ペロブスキートソーラーモジュールにおけるフィルムの特徴と性能

主要な成果:

• スプッタリングにより,二層のNiO_xフィルムのNi³⁺レベルを正確に調節することが可能になった.
• 2層のフィルムが最適化され,電荷の抽出と輸送の性能が向上した.
• ペロブスキートモジュールは (16.0cm2の開口面積) 16.5%の光変換効率 (PCE) を達成した.

結論:

• ビライヤー NiO_xフィルムは,PSCの性能と安定性を高めるための実行可能な戦略を提供します.
• 最適化された構造は,連続した1日照明の1000時間後に初期PCEの80%を維持し,デバイスの長寿を強調しました.