在电气激活下抑制非辐射重组在formamidinium三化物中的非辐射重组
Wajid Ali1,2, Xiaotao Liu1,3, Panwang Zhou1,4
1State Key Laboratory of Catalysis, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, China.
金属化物矿 (MHPs) 的电激活通过降低离子密度和增加晶格应变来抑制非辐射重组. 这大大提高了MHP太阳能电池的开放电路电压 (Voc) 和功率转换效率 (PCE).
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 可再生能源技术可再生能源技术
背景情况:
- 金属化物矿 (MHPs) 的高载体寿命与它们的晶体结构有关.
- 在MHP中,格子结构和载体动态之间的精确关系尚未完全理解.
- 优化MHP太阳能电池需要更深入地了解电荷载体行为和重组途径.
研究的目的:
- 在MHP中,研究电气激活下的格子应变和开通电路电压 (Voc) 之间的相关性.
- 阐明电气激活影响MHP太阳能电池载体动力学和再组合的机制.
- 通过操纵晶体学特性来提高MHP太阳能电池的功率转换效率 (PCE).
主要方法:
- 对MHP应用电气激活以诱导残余应变.
- 测量开放电路电压 (Voc) 和分析非辐射重组.
- 在应力格子结构中对离子运动和密度变化的表征.
主要成果:
- 在电气激活下,在MHP中观察到格子应变和Voc之间的直接相关性.
- 在电场下的高余应变逐渐抑制了MHP太阳能电池中的非辐射重组.
- 电动激活降低了离子密度,永久抑制了应力网中的离子运动.
- 立方formamidinium三化物达到1.21V的Voc,接近理论极限,其PCE为24.15%.
结论:
- 电气激活是一种有效的策略,可以通过控制网格应变和离子动力学来提高MHP太阳能电池的性能.
- 通过应变工程抑制非辐射重组是实现MHP中高Voc和PCE的关键.
- 这些发现为设计高性能MHP太阳能电池提供了一条道路,其稳定性和效率得到了提高.
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