多功能生物分子弥合了高效矿太阳能电池的埋葬接口
Yifei Wang1, Yan Li1, Fei Deng1
1State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China.
ACS applied materials & interfaces
|April 11, 2024
概括
使用尼古丁胺胺二核酸 (NAD) 分子的接口工程有效地消除了矿太阳能电池 (PSC) 中的充电缺陷. 这一策略通过改善结晶和能量水平对齐来提高功率转换效率和开放电路电压.
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:
- 矿太阳能电池 (PSC) 中的SnO2/矿接口的充电缺陷导致非辐射重组和能量水平调整不佳.
- 接口工程对于管理这些充电缺陷和提高PSC性能至关重要.
研究的目的:
- 为了引入尼古丁胺胺氨基二核酸 (NAD) 分子来弥合SnO2 / 矿接口.
- 为了同时消除正负电荷的缺陷.
- 通过界面修改来提高PSC的性能.
主要方法:
- 使用多个活性组 (─P=O, ─P-O, ─NH2) 的NAD分子进行接口桥接.
- 研究了NAD的功能组在固定非协调的Pb2+和填补氧气空缺 (V_O) 中的作用.
- 分析了NAD ─NH2组和PbI2.2组之间的键的形成.
- 采用ITO/SnO2/NAD/Cs0.15FA0.75MA0.1PbI3/Spiro-OMeTAD/Ag结构的制造PSCs. 这种PSCs的结构是:
主要成果:
- 通过与Pb2+和V_O相互作用,NAD分子有效地消除了带正电荷的缺陷.
- NAD 的 ─NH2 组通过与 PbI2.2 的键来减少负电荷的缺陷.
- NAD促进了矿结晶的改善,并加速了电子转移.
- 在SnO2和矿层之间实现了有利的能量波段对齐.
- 在开放电路电压为1.175V的情况下,PSC的功率转换效率从20.49%提高到23.18%.
结论:
- 像NAD这样的多功能分子桥梁对于PSC的接口工程是有效的.
- 同时消除充电缺陷和调节能量水平对齐可以显著提高PSC的性能.
- 这种方法为开发高效矿太阳能电池提供了一个有前途的战略.
