通过迈克尔加法反应合成多功能有机分子,以管理矿结晶和缺陷
Hongbo Liang1,2, Jing Chen3, Wenjing Zhu1
1MOE Key Laboratory for Nonequilibrium Synthesis and Modulation of Condensed Matter, School of Physics, National Innovation Platform (Center) for Industry-Education Integration of Energy Storage Technology, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, 710049, P. R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|August 29, 2024
概括
定制合成的添加剂通过改善结晶和化缺陷来增强矿太阳能电池 (PSC). 这导致PSC设备的效率更高和长期稳定性显著提高.
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:
- 增材工程对于高性能矿太阳能电池 (PSC) 是至关重要的.
- 现有的添加剂往往缺乏同时调节结晶和被动缺陷的能力.
- 添加剂中的功能组对矿层的特性有不同的影响.
研究的目的:
- 开发新的有机小分子作为调节矿膜结晶和缺陷的添加剂.
- 研究添加剂中特定功能组对矿太阳能电池性能和稳定性的协同作用.
- 通过有针对性的增材设计,提高PSC的功率转换效率和运行寿命.
主要方法:
- 定制合成2-ureido-4-pyrimidone (UPy) 有机小分子.
- 利用迈克尔的加法反应,将添加物整合到矿膜中.
- 采用理论和实验研究来分析添加物效应.
- 制造和表征的p-i-n矿太阳能电池.
主要成果:
- UPy添加剂,特别是-OH组,有效地使Pb2+离子和酸抗体缺陷被动化.
- 在UPy中增强的C=O和-NH2图案与A位子相互作用,减少应变并改善晶体方向.
- 基于UPy的PSC实现了1.20V的开放电路电压和超过84%的填充系数.
- 冠军设备显示功率转换效率为25.75%.
- 在经过长时间的暗存和照明测试后,未封装的设备保持了超过94%的效率.
结论:
- 定制合成的UPy添加剂协同调节矿结晶和被动缺陷.
- 基于UPy的PSC显示了显著改善的性能指标,包括效率和电压.
- 开发的添加剂策略提高了矿太阳能电池的稳定性和耐用性,为商业可行性铺平了道路.
