降低Sn2+补偿器用于高效和稳定的Sn-Pb混合矿太阳能电池

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.
• 固态物理 固态物理

背景情况:

• 锡- (Sn-Pb) 混合矿提供了一个狭窄的带隙,非常适合单节太阳能电池,接近Shockley-Queisser极限.
• Sn-Pb矿太阳能电池 (PSC) 的效率和稳定性受到Sn2+容易氧化的阻碍.
• 目前的Sn-Pb PSC在性能和耐久性方面落后于以为基础的对应产品.

研究的目的:

• 开发高效和稳定的Sn-Pb混合矿太阳能电池.
• 为了解决这些材料中Sn2+氧化的关键问题.
• 提高PSC的整体功率转换效率和运行寿命.

主要方法:

• 将多功能锡 (II) 氧酸盐 (SnC₂O₄) 纳入FA_0.5MA_0.5Pb_0.5Sn_0.5I_0.47Br_0.03组成的PSC中.
• 使用SnC₂O₄来同时通过补偿性Sn²⁺和还原性氧酸盐 (C₂O₄2-) 对阴离子和离子缺陷进行被动化.
• 研究SnC₂O₄对薄膜特性,能量水平对齐和重组抑制的影响.

主要成果:

• 对于用SnC₂O_{4处理的Sn-Pb混合矿太阳能电池,实现了21.43%的功率转换效率.}
• 证明了阴离子和离子缺陷的同时被动化,导致更多的n型矿膜.
• 显著增强光稳定性和抑制Sn2+氧化,这是由于化学减少的oxalate.

结论:

• 锡 (II) 氧酸盐是一种有效的添加剂,可以提高Sn-Pb混合矿太阳能电池的效率和稳定性.
• SnC₂O₄的多功能性质解决了关键的局限性,包括缺陷被动化和氧化.
• 这项工作为推进Sn-Pb矿太阳能电池技术向商业可行性提供了一个有前途的战略.