1.84 eV 広帯域ギャップペロブスカイト太陽電池の多座配位子分子工学による進歩

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• 光起電効果

背景:

• 広帯域ギャップペロブスカイト太陽電池（PSC）は、ハロゲン化物の相分離という課題に直面しており、欠陥の増加や性能の低下につながっています。
• 臭素リッチなドメインが結晶化中に析出し、ハロゲン化物の不均一な分布を引き起こし、デバイスの効率と安定性を制限します。

研究 の 目的:

• PSCにおけるハロゲン化物分離を緩和するために多座配位子添加剤であるH3TATBを導入すること。
• H3TATBがペロブスカイトの結晶化速度と膜特性に及ぼす影響を調査すること。
• H3TATB修飾PSCの性能と安定性を評価すること。

主な方法:

• ペロブスカイト前駆体溶液への2,4,6-トリス（4-カルボキシフェニル）-1,3,5-トリアジン（H3TATB）の組み込み。
• ペロブスカイト結晶化速度と膜組成の分析。
• 膜の結晶性、欠陥密度、仕事関数の特性評価。
• 広帯域ギャップPSCの作製と試験、およびその動作安定性の評価。

主要な成果:

• H3TATBの添加は結晶化を遅らせ、臭素リッチ種と優先的に配位し、ハロゲン化物分布を調節しました。
• H3TATB修飾膜は、均一な組成、強化された結晶性、および低減された欠陥密度を示しました。
• 修飾されたPSCは19.26%の電力変換効率を達成し、800時間の安定性試験後も88.06%の効率を維持しました。

結論:

• H3TATBは、広帯域ギャップPSCにおける臭素リッチ相の析出とハロゲン化物分離を効果的に抑制します。
• この添加剤は、ペロブスカイト膜の均一な成長を促進し、効率と安定性の向上につながります。
• H3TATBは、タンデム太陽電池用の高性能で安定した広帯域ギャップペロブスカイトを開発するための実行可能な戦略を提供します。