稳定和高效的逆转矿太阳能电池的易斯基分子的合理设计

科学领域:

• 材料科学
• 可再生能源
• 太阳能发电

背景情况:

• 金属化太阳能电池 (PSC) 面临着耐用性挑战,原因是接口和粒度边界 (GB) 的原子缺乏协调.
• 易斯基分子可以被动化这些缺陷部位,提高设备的稳定性.

研究的目的:

• 确定有效的易斯基分子来增强PSC的耐用性.
• 研究含分子在化缺陷和改善PSC性能和寿命方面的作用.

主要方法:

• 密度函数理论 (DFT) 的计算被用来选一个易斯基分子库,以检测它们与低协调的原子的结合能量.
• 用精选的易斯基分子,特别是1,3-bis (二) (DPPP) 处理的倒置矿太阳能电池 (PSC) 的实验制造和测试.
• 在持续照明下测试PSC装置的长期稳定性 (模拟AM1.5) 和热应力 (在高温下开放电路条件下).

主要成果:

• DFT计算显示含的分子具有最强的结合能,这表明它们具有更高的被动化潜力.
• 用1,3-bis ((diphenylphosphino) propane (DPPP) 处理的倒置PSC表现出了显著的稳定性,在连续运行3500多小时后,其功率转换效率 (PCE) 保持在最初的~23%以上.
• 在85°C的开放电路条件下长期存储超过1500小时后,DPPP处理的器件也显示出PCE的改善.

结论:

• 易斯基,如DPPP,在PSC中的接口和粒度边界中非常有效.
• DPPP处理显著提高矿太阳能电池的运行稳定性和长期耐用性,从而实现持续高功率转换效率.
• 这些发现表明开发更强大,更具商业可行性的矿太阳能电池技术是一个有前途的战略.