在太阳能电池配方中,formamidinium被纳入基于Rb的非矿阶段
Ummugulsum Gunes1, Michael A Hope1,2, Yuxuan Zhang1
1Institut des Sciences et Ingenierie Chimiques, École Polytechnique Fedérale de Lausanne (EPFL), CH-1015, Lausanne, Switzerland.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|October 21, 2024
概括
化 (FAPbI3) 矿对太阳能电池具有前景,但不稳定. 卢比 (Rb) 通过将形式 (FA+) 融入非矿相中来增强稳定性,稳定材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态化学 固态化学
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 有机-无机混合矿,如formamidinium化 (FAPbI3),显示出太阳能电池应用的巨大潜力.
- FAPbI3患有相位不稳定性,从光活性过渡到无活性相位,阻碍其在太阳能电池中的使用.
- 在合成过程中添加金属酸 (Cs+,Rb+,K+),以稳定光活性矿阶段,但确切的机制,特别是Rb+,尚未完全理解.
研究的目的:
- 阐明 (Rb+) 盐增强基于 (FA+) 的矿材料稳定性的原子层机制.
- 在化物和化物化物配方中研究FA+离子和含Rb+的非化物相之间的相互作用.
主要方法:
- 使用了1H-87Rb双共振核磁共振 (NMR) 光谱.
- 分析了1H和87Rb化学转移中的变化.
- 进行了1H-87Rb异质核相关和87Rb{1H}旋转回声双共振 (REDOR) 实验,随后模拟了REDOR脱相曲线.
主要成果:
- 证明FA+离子在化物和化物系统中被纳入基于Rb的非化物相 (FAyRb1-yPb2Br5和 δ-FAyRb1-yPbI3).
- 包括化学转移和相关性光谱在内的NMR数据证实了FA+和含Rb相之间的相互作用.
- 雷多 (REDOR) 脱相曲线模拟显示,在化物系统中的无机Rb基相中,FA+的结合率高达约60%.
结论:
- 该研究提供了直接证据,证明FA+离子被纳入基于Rb的非矿阶段.
- 假设在非矿结构中FA+的这种替代是促进FA基矿合成中Rb盐观察到的增强稳定性的关键机制.
- 这些发现为混合矿的稳定机制提供了关键的见解,为更稳定和更高效的光伏设备铺平了道路.
