在二维Ruddlesden-Popper矿中进行核化和结晶,使用基于formamidinium的有机半导体间隔器用于高效的太阳能电池
Rui Wang1, Xiyue Dong1, Qin Ling2
1The Centre of Nanoscale Science and Technology and Key Laboratory of Functional Polymer Materials, Institute of Polymer Chemistry, College of Chemistry and Renewable Energy Conversion and Storage Center (RECAST), Nankai University, Tianjin, 300071, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|October 25, 2023
概括
基于formamidinium (FA) 的半导体间隔器,TTFA和BTFA,是为二维矿太阳能电池开发的. TTFA间隔器显著提高了膜质量,并实现了以FA为基础的2D矿太阳能电池的创纪录的19.41%效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 太阳能光伏发电是如何实现的
- 有机电子 有机电子
背景情况:
- 二维 (2D) 矿对太阳能电池具有前景.
- (FA) 离子对高性能3D矿太阳能电池至关重要.
- 基于FA的间隔器在二维Ruddlesden-Popper (RP) 矿中没有得到充分的探索.
研究的目的:
- 开发和研究基于FA的半导体间隔器,用于二维RP矿.
- 了解这些新间隔器的核和结晶动力学.
- 为了提高二维矿太阳能电池 (PSC) 的效率.
主要方法:
- 合成两种基于FA的间隔剂:TTFA和BTFA.
- 在现场光学显微镜研究核和结晶.
- 在现场放牧发生率广角X射线散射 (GIWAXS) 用于结构分析.
- 2D RP PSC 设备的制造和表征.
主要成果:
- TTFA间隔器减少了核化能量障碍,并诱导了垂直晶体方向.
- 通过TTFA观察到带有较大的晶粒的膜质量得到改善.
- 设备实现了创纪录的19.41%的功率转换效率,用于基于FA的2D RP PSC.
- 发现了刺激子结合能量的减少和电子-声子合.
结论:
- 基于FA的半导体间隔器,特别是TTFA,显示出高效的2DPSC的巨大潜力.
- 了解核和结晶是优化二维矿膜的关键.
- 这项工作为基于FA的2D RP PSCs设定了新的基准.
