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Updated: Jun 10, 2025
Flash Infrared Annealing for Perovskite Solar Cell Processing
Published on: February 3, 2021
具有内部封装能力的交叉连接烯电子传输层,用于高效和稳定的倒置矿太阳能电池
Enlong Hou1, Shuo Cheng1, Yujue Qiu2
1Xiamen Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Advanced Manufacturing, Institute of Luminescent Materials and Information Displays, College of Materials Science and Engineering, Huaqiao University, Xiamen 361021, China.
一种新的可交叉链接的富勒烯分子, bis(((3-甲基-3-yl) 甲基) 酸-C60单添加物 (BCM),为矿太阳能电池创造了稳定的电子传输层,提高了效率和寿命.
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
- 有机化学 有机化学
背景情况:
- 稳定而紧的烯电子传输层 (ETL) 对于高性能逆矿太阳能电池 (PSC) 是必不可少的.
- 传统的富勒烯ETL如C60和PCBM在操作条件下存在聚合问题,限制了设备的稳定性和性能.
- 解决富勒烯聚合是推进PSC技术的关键挑战.
研究的目的:
- 设计和合成一种新的可交叉链接的富勒烯分子,用于PSC中的ETL.
- 调查PSC使用新的基于富勒的ETL的性能和稳定性.
- 通过分子设计克服传统烯ETL的局限性.
主要方法:
- 一个新型可交叉链接的富勒伦分子的合成: bis(((3-methyloxetan-3-yl) methyl) malonate-C60单添加剂 (BCM).
- 使用BCM制造ETL,然后通过低温 (100°C) 退火进行现场交叉连接,以形成交叉连接的BCM (CBCM) 薄膜.
- 描述CBCM薄膜的特性,包括电子流动性和带结构.
- 用CBCM ETL制造和测试倒置矿太阳能电池 (PSC),并与基于PCBM的设备进行比较.
主要成果:
- CBCM膜表现出优异的电子流动性和适合高效PSC的带结构.
- 带有CBCM ETL的PSC实现了25.89%的功率转换效率 (PCE) (认证:25.36%),明显优于基于PCBM的设备 (23.25%的PCE).
- 由于分子内共价相互作用,CBCM膜有效地防止聚合,并增强膜紧性,作为内部封装层.
- 基于CBCM的PSC显示出卓越的运行稳定性,在1000小时的最大功率点跟踪后保持97.8%的初始效率,而PCBM设备在<820小时后的效率为78.6%.
结论:
- 新型可交叉链接的富勒伦BCM,形成CBCM薄膜,为高性能PSC提供了强大而稳定的ETL.
- 通过防止矿降解和离子迁移,CBCM ETL显著提高PSC的效率和运行稳定性.
- 这种分子设计策略为开发下一代,稳定和高效的矿太阳能电池提供了有希望的途径.
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