离子液体桥帮助双面缺陷被动化,用于高效的全无机矿电池,具有高开放电路电压
Shengcheng Wu1, Tong Yun1, Chunqiu Zheng1
1Institute for Advanced Materials and Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, South China Academy of Advanced Optoelectronics, South China Normal University, Guangzhou 510006, China.
ACS applied materials & interfaces
|February 2, 2024
概括
完全无机矿太阳能电池 (PSC) 中的TiO2/矿接口的离子液处理显著提高了开通电路电压 (Voc) 和功率转换效率 (PCE). 这种缺陷被动化策略增强了稳定性,并实现了创纪录的Voc in CsPbIBr2 PSCs.
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:
- 完全无机的CsPbIBr3-x矿太阳能电池 (PSC) 由于非辐射重组和TiO2/矿接口的能量水平不匹配,因此遭受了显著的开放电路电压 (Voc) 损失.
- 这种接口问题,特别是在低温制造的PSC中,大大限制了光伏的整体性能.
研究的目的:
- 通过被动化缺陷和调节埋藏的TiO2/矿界面的能量调整来解决全无机CsPbIBr3-xPSC中的Voc损失.
- 通过一种新的接口工程策略,提高这些矿太阳能电池的光伏性能和稳定性.
主要方法:
- 引入一种离子液体 (IL) 桥梁,特别是1--3-甲基利米达乙酸盐 (BMIMAc),以处理TiO2 /矿埋藏的接口.
- 使用BMIMAc IL.在接口上的双面缺陷被动化和能量水平调制.
- 完全无机的CsPbIBr2和CsPbI2BrPSC的制造和表征,有或没有BMIMAc处理.
主要成果:
- 通过BMIMAc处理,CsPbIBr2 PSCs的Voc显著增加了148mV (从1.213升至1.361V),功率转换效率 (PCE) 从7.87%提高到10.30%.
- 未密封的BMIMAc修饰的CsPbIBr2 PSC表现出卓越的长期和热稳定性,在加速降解 (85°C) 条件下达到11.94%的冠军PCE,Voc为1.403V.
- 这一策略还使CSPbI2Br PSC能够达到1.295V的Voc和15.20%的冠军效率,接近低温加工设备中报告的最高PCE.
结论:
- 该BMIMAc离子液体桥有效地使缺陷无效,并优化了TiO2 / 矿界面的能量对齐在全无机PSCs.
- 这种简单而有效的策略显著提高了CsPbIBr2和CsPbI2Br矿太阳能电池中的Voc,PCE和稳定性.
- 在基于碳电极的CsPbIBr2 PSC中取得的Voc记录突显了ILs在推进矿太阳能电池技术方面的潜力.
