基于烯的二维拉德尔斯登-波珀矿太阳能电池,效率超过19
Qiang Fu1,2, Mingqian Chen1, Qiaohui Li1
1The Centre of Nanoscale Science and Technology and Key Laboratory of Functional Polymer Materials, Institute of Polymer Chemistry, College of Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, China.
Journal of the American Chemical Society
|September 26, 2023
概括
新的基于烯的隔离器提高了二维Ruddlesden-Popper矿太阳能电池 (PSC) 的稳定性和效率. 这些先进的2DPSC实现了创纪录的功率转换效率和更好的耐用性.
科学领域:
- 材料科学
- 可再生能源
- 固态物理
背景情况:
- 二维 (2D) 拉德尔斯登-波珀 (RP) 矿为矿太阳能电池 (PSC) 提供了增强的稳定性.
- 然而,2D RP PSC 具有较高的激子结合能,与3D 类型相比,其光伏性能受到限制.
- 开发有效的策略来克服这些局限性对于推进二维PSC技术至关重要.
研究的目的:
- 开发一种基于烯的新型间隔器,以提高二维RPPSC的效率和稳定性.
- 研究新间隔器对矿膜质量和设备性能的影响.
- 通过协同材料和设备工程,在2D RP PSC中实现创纪录的功率转换效率.
主要方法:
- 一种基于的间隔剂2-甲 (SeMA) 的合成和应用.
- 使用甲基 (MA) 和甲基 (FA) 作为A位子的二维RPPSC的制造.
- 使用 [6,6]--C61-酸甲基 (PCBM) 的预沉积输送层 (PDTL) 进行缺陷被动化和电子输送层密集化.
主要成果:
- 通过SeMA间隔器,可以形成具有大粒度和垂直方向的高质量的二维矿薄膜.
- PDTL有效地消除了表面缺陷,并增强了电子的提取和传输.
- 优化PSC的PCE达到MA的17.25%和FA的创纪录的19.03%.
- 这些设备显著改善了热,湿度和光稳定性.
结论:
- 基于烯的间隔器是提高二维RPPSC性能的一个有希望的策略.
- 新型隔离器和设备工程 (PDTL) 的协同作用导致高效和稳定的二维PSC.
- 这项工作为稳定高效的二维矿太阳能电池技术的商业可行性铺平了道路.
