稳定无机矿太阳能电池使用二维迪昂-雅各布森被动化层
Luyan Wu1,2, Guixiang Li2,3,4, Karunanantharajah Prashanthan2,5
1Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Cagliari, Monserrato (CA), I-09042, Italy.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|July 18, 2023
概括
研究人员通过在3D CsPbI3结构上创建2D Dion-Jacobson层来稳定无机矿太阳能电池 (PSC). 这种表面修改提高了对高性能太阳能转换的耐湿性和运行稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 固态化学 固态化学
背景情况:
- 无机金属化物矿,如CsPbI3,显示出高效和稳定的太阳能电池的潜力.
- 湿度敏感性导致无机矿的相位不稳定,阻碍了长期的运行耐用性.
- 从黑色的光活性阶段到黄色的非矿阶段的相变化是一个关键的挑战.
研究的目的:
- 为提高无机矿太阳能电池的稳定性和性能制定战略.
- 为了解决CsPbI3矿中湿度引起的相位不稳定性.
- 通过表面修改,提高矿太阳能电池的长期运行稳定性.
主要方法:
- 采用了使用2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 氨基乙烯酸氨基离子的表面尺寸缩小策略.
- 一个二维的迪昂-雅各布森相被构建,以覆盖三维无机矿结构的表面.
- 迪昂-雅各布森层被设计成在粒边界生长,以使缺陷被动化和改善界面电荷转移.
主要成果:
- 由此产生的2D/3D无机矿薄膜表现出极好的耐湿性,即使浸入特定的水溶液或暴露在潮湿的空气中.
- 制造的矿太阳能电池 (PSC) 实现了 19.5% 的高功率转换效率 (PCE),其 V_oc 为 1.197 eV.
- 该设备在1260小时在模拟太阳光下 (1.2个太阳) 连续运行后,保留了其最初PCE的83%.
结论:
- 使用 2D Dion-Jacobson 阶段减少表面维度,有效地使缺陷无源化,并增强无机矿的界面电荷转移.
- 开发的战略显著提高了基于CsPbI3的太阳能电池的耐湿性和长期运行稳定性.
- 这项工作提出了一种可行的方法,用于创建强大和高效的无机矿太阳能电池,用于实际应用.
