提高了1,5-氨酸甲二氧化和化2D/3D矿太阳能电池的效率和稳定性
Yukta1, Rohit D Chavan2, Apurba Mahapatra2
1Department of Physics, Indian Institute of Technology Roorkee, Roorkee, Haridwar 247667, Uttarakhand, India.
ACS applied materials & interfaces
|November 13, 2023
概括
研究人员使用1,5-二甲酸 (NDAI) 进行了矿太阳能电池 (PSC) 的增强,用于界面修改. 这一策略提高了功率转换效率 (PCE),并提高了对湿度和热量的稳定性.
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
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 工程多维二维/三维 (2D/3D) 矿界面是提高矿太阳能电池 (PSC) 性能和稳定性的关键策略.
- 矿接口上的缺陷,例如阳离子化物/无协调的Pb2+空缺,阻碍了电荷载体的传输,降低了设备的效率.
- 现有的接口修改技术往往难以提供长期的环境和热稳定性.
研究的目的:
- 为了设计2D/3D矿接口,使用一个重的有机间隔器,1,5-二胺酸 (NDAI).
- 为了使接口缺陷被动化,并改善能量带对齐,以增强电荷载体传输.
- 调查NDAI处理对PSC光伏性能和运行稳定的影响.
主要方法:
- 使用1,5-二胺酸 (NDAI) 对3D矿进行界面修改.
- 光伏性能的表征,包括开放电路电压,填充因子和功率转换效率 (PCE).
- 使用各种光谱和显微技术 (UV-Vis,PL,AFM,SEM,FTIR,XPS,UPS,NMR,SCLC,阻抗光谱) 评估设备在湿度 (50 ± 5% RH) 和热应力 (85 °C) 下的稳定性.
主要成果:
- 经过NDAI处理的2D/3DPSC实现了21.48%的显著PCE,增强了开路电压和填充因子.
- 设备表现出显著的环境稳定性,在1000小时的老化后,在50 ± 5%的RH下保持77%的初始输出.
- 在85°C保存200小时后,设备保持了60%的初始PCE,显示出更好的热稳定性.
结论:
- 在2D/3D矿太阳能电池中,NDAI有效地消化了接口缺陷,并优化了带线对齐.
- 接口修改策略显著提高了PSC的功率转换效率和运行耐用性.
- 这项研究为矿表面工程提出了一种有希望的方法,以克服降解问题并推进PSC技术.
