单晶辅助的现场阶段重建可实现高效和稳定的二维/3D矿太阳能电池
Zonglong Song1, Yuping Gao1, Yu Zou1
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
|January 4, 2024
概括
研究人员开发了一种新的2D/3D矿太阳能电池 (PSC) 战略. 这种方法通过创建梯度相分布来提高PSC的效率和稳定性,达到24.87%的效率和超过5700小时的推算寿命.
科学领域:
- 材料科学
- 可再生能源
- 太阳能发电
背景情况:
- 矿太阳能电池 (PSC) 的效率很高,但经常存在稳定性问题.
- 二维 (2D) PSC 显示出增强的稳定性,而三维 (3D) PSC 显示出更高的功率转换效率.
- 在PSC中将二维和三维相结合在一起是实现高效率和稳定的有希望的途径.
研究的目的:
- 开发一种用于2D/3D矿现场相位重建的方法.
- 将二维矿的稳定性与三维矿的效率结合在一个单一的装置中.
- 提高矿太阳能电池的性能和运行稳定性.
主要方法:
- 采用了一个二维Ruddlesden-Popper (RP) 矿单晶辅助方法.
- 2D RP矿的梯度相分布,特别是 (DFP) 2PbI4,通过旋转涂层和热在3D矿表面上形成.
- 进行了薄膜特性,包括陷密度,载体移动性和耐水性.
主要成果:
- 优化的2D/3DPSC实现了24.87%的冠军功率转换效率,高开路电压 (Voc) 为1.185V.
- 与控制3DPSC相比 (22.43%的效率,1.129 V Voc),2D/3D设备的性能有所改善.
- 在连续照射1500小时后,未封装的装置保持了97%以上的初始效率,外推T80寿命超过5700小时.
结论:
- 在现场相位重建方法有效地在2D/3D矿界面创建了梯度相位分布.
- 这种方法显著提高了PSC的效率,运行稳定性和防水性.
- 使用二维RP矿晶体为开发高度稳定和高效的矿太阳能电池提供了可行的策略.
