基于Bicyclopentadithiophene的有机半导体用于稳定和高性能矿太阳能电池,超过22个

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.
• 太阳能光伏发电是如何实现的

背景情况:

• 有机-无机化 Perowskites 对太阳能电池有希望,但由于缺陷而遭受效率损失和不稳定.
• 缺陷通常发生在介面,粒边界 (GB) 和表面,阻碍设备性能.

研究的目的:

• 开发一种在现场被动化方法,用于矿中协调不足的Pb2+缺陷.
• 调查基于双cyclopentadithiophene (BCDT) 的新型非富勒伦受体 (NFAs) 的使用,用于缺陷被动化和性能增强.
• 评估NFAs对矿颗粒生长,陷密度和载体重组寿命的影响.

主要方法:

• 在抗溶剂滴滴过程中采用了现场被动化策略.
• 新的NFAs,特别是IN^XBCDT (X = H,Cl,Br),进行了合成和利用.
• 矿太阳能电池 (PSC) 使用被动化矿薄膜制造,其性能和稳定性得到了特征.

主要成果:

• 具有吸收电子的末端封装组的BCDT核心有效地被动化了粒边界缺陷,并促进了矿粒的生长.
• 消极降低了陷密度,增加了载体重组寿命,从而提高了设备的效率.
• 替代的IN^Br-end-capped BCDT (IN^BrBCDT-b8) 被动化设备实现了最高功率转换效率 (PCE) 22.20%,比无被动化设备 (18.09%) 显著改善.
• 较容易溶解的NFAs (2-乙基基替代) 导致较高的PCEs与较难溶解的NFAs (乙基基替代) 相比.
• BCDT核心是复杂的化环系统的成本高效且易于合成的替代方案.
• 用IN^BrBCDT-b8治疗的PSC在手套箱中进行了1500小时的稳定性测试后,维持了大约90%的初始PCE.

结论:

• 使用简单,具有成本效益的NFAs开发的in situ被动化方法显著提高了矿太阳能电池的效率和稳定性.
• 这种方法为克服矿光伏中的缺陷相关限制提供了一个可行的策略.
• 该研究表明,最简单的高结合添加剂的潜力可以实现高性能基PSC超过22%的PCE.