用于耐用和高效的太阳能电池的3D/2D矿双层堆的确定性制造

科学领域:

• 材料科学
• 固态化学
• 太阳能发电

背景情况:

• 由于溶剂不兼容性,化中溶液处理的异构结构具有挑战性.
• 现有的方法往往导致底层层的溶解,阻碍了设备的制造.
• 控制不同维度的矿之间的接口对于设备的性能至关重要.

研究的目的:

• 开发一种方法,在不破坏层层的情况下将纯相2D化矿堆叠在3D矿基板上.
• 研究3D-2D矿过渡区域的形成和特征.
• 评估由此产生的3D/2D异构结构的光伏性能和稳定性.

主要方法:

• 利用溶剂介电常数和古特曼供体数来控制矿的结晶.
• 用于在3D基上沉积二维矿层的溶液处理技术.
• 分析3D-2D接口和层属性的高级表征技术.
• 在n-i-p和p-i-n架构中制造和测试光伏设备.

主要成果:

• 在3D矿上成功生长了控制成分,厚度和带隙的纯相2D化物矿堆.
• 描述显示了~20nm的3D-2D过渡区域受到3D层粗的影响.
• 光伏效率达到了24.5%,运行稳定性非常高 (T99>2000小时).

结论:

• 开发的方法克服了制造3D/2D化异构的溶剂不兼容问题.
• 3D/2D双层架构继承了2D矿的稳定性,同时保持了高光伏效率.
• 这种方法为实现耐用和高性能矿太阳能电池提供了有希望的途径.