費用最適化ペロブスキート太陽電池は,分子工学的な穴の輸送によって可能になりました

科学分野:

• 材料科学 材料科学とは
• 再生可能エネルギーの再生可能エネルギー
• フォトボルトイカは,太陽光発電

背景:

• ペロブスキート太陽電池の商業化は,スパイロ-OMeTADやゴールド電極のような高価な材料によって妨げられています.
• 現在のn-i-pペロブスキート太陽電池の設計は,高価なコンポーネントに依存しており,広範な採用を制限しています.

研究 の 目的:

• ペロブスキート太陽電池のコストを削減し,効率と安定性を向上させる.
• n-i-pペロブスキート太陽電池の穴輸送と後部電極のための代替,低コストの材料を探求する.

主な方法:

• spiro-OMeTAD前駆体を揮発性共溶剤で希釈して,材料の使用量を減らす.
• 溶液処理によるプロトン結合電子伝送戦略を実装して,in-situ p-p+ホモジャンクションホールの輸送層を作成します.
• 従来の金色の後部電極を,安価な銅の電極に置き換える.

主要な成果:

• 銅電極のn-i-pペロブスキート太陽電池で25.03% (認定24.44%) の記録的な電力変換効率を達成しました.
• スパイロ-OMeTADを薄くすることでフィルムの形態学と電子特性を保持することが示されました.
• 銅電極とのオーム接触の形成と穴の抽出を加速した.
• 700時間の連続照明後,初期効率の93%を保持し,封じ込まない電池では高い安定性を示しています.

結論:

• 開発された方法は,高性能ペロブスキート太陽電池のための実用的で経済的に実現可能な経路を提供します.
• この研究は,ペロブスキート太陽光発電技術の商用製造の見通しを前進させます.
• 戦略的材料管理と加工技術により,コスト削減と効率の向上が同時に達成されました.