一块石头用于多只鸟的添加策略,用于高效和稳定的基于碳的无孔运输层的CsPbI2Br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:

• 矿太阳能电池 (PSC) 在制造和运行过程中会出现缺陷,限制其效率和稳定性.
• 现有的添加策略通常只针对单个缺陷,无法提供全面的性能提升.
• 无碳基孔运输层的 CsPbI2Br PSC 提供结构稳定性和合适的带隙,适用于双重应用.

研究的目的:

• 开发CsPbI2Br矿太阳能电池的多功能添加剂策略.
• 调查兰他化三甲硫酸盐 (Ln(OTF) 3) 对缺陷缓解和设备性能的影响.
• 为了提高功率转换效率 (PCE),稳定性,并减少CsPbI2Br PSCs中的歇斯底里.

主要方法:

• 制造基于碳的无孔传输层的CsPbI2Br矿太阳能电池.
• 添加兰化三甲硫酸盐 (Ln(OTF) 3,包括Nd,Eu,Dy,Tm) 作为多功能添加剂.
• 使用密度函数理论 (DFT) 计算来理解缺陷缓解机制.
• 设备性能特征,包括功率转换效率 (PCE),稳定性和电流-电压歇斯底里.

主要成果:

• Ln(OTF) 3添加剂策略有效地消除了散装 (Pb和I空缺) 和谷物边界缺陷.
• DFT的计算证实,Ln3+离子增加了缺陷形成能量,而OTF-则使无协调的Pb2+无能化.
• 添加Ln(OTF) 3导致CsPbI2Br薄膜的颗粒大小增加和表面粗度降低.
• 优化的设备实现了显著增强的PCE15.13%,高于原始设备的11.80%.
• 添加剂策略还改善了长期稳定性,并减少了电流电压歇斯底里.

结论:

• 兰化三甲硫酸盐作为CsPbI2Br矿太阳能电池的高效多功能添加剂.
• 该战略为克服缺陷限制并实现高性能,稳定的PSC提供了一个有希望的途径.
• 开发的添加剂方法对于推进CsPbI2Br PSC用于半透明和并联应用至关重要.