在高性能矿太阳能电池中用于扩大电场的二极碳素
Jialin Wang1,2,3,4,5,6, Likai Zheng6, Hak-Beom Kim7
1Institute of Photoelectronic Thin Film Devices and Technology, Renewable Energy Conversion and Storage Center, State Key Laboratory of Photovoltaic Materials and Cells, Nankai University, Tianjin 300350, P. R. China.
氨盐可以提高矿太阳能电池的性能和稳定性. 一种新型的化碳醇衍生物,CzCl-EAI,创造了一个更广泛的耗尽区域,提高了效率超过25%,并提高了长期耐用性.
科学领域:
- 材料科学
- 太阳能发电
- 化学学
背景情况:
- 矿太阳能电池 (PSC) 是有前途的,但需要提高稳定性和性能.
- 已知盐会使矿表面被动化,影响电子结构和设备特性.
- 了解分子结构与特性关系,特别是双极效应,对于优化被动化策略至关重要.
研究的目的:
- 研究分子结构对PSC中的氨盐被动化的影响.
- 探索双极瞬间在增强矿膜特性中的作用.
- 为提高PSC的效率和稳定性开发一种新型被动化剂.
主要方法:
- 基于碳醇的氨盐的合成和应用,包括化衍生物 (2-碳-9-乙烯酸,CzCl-EAI).
- 用CzCl-EAI处理的矿薄膜的特征,重点是表面特性和耗尽区域宽度.
- 使用混合被动化策略的倒置PSC的制造和测试.
- 对装置性能 (功率转换效率) 和在各种应力条件下 (光,湿度,温度) 的稳定性进行评估.
主要成果:
- 由于其刚性结合结构,CzCl-EAI提供了有效的化学被动化,并提高了环境稳定性.
- 氨盐的化增加了分子双极时刻,导致矿薄膜的消耗区域扩大了三倍.
- 混合被动化的反向PSC实现了25.16%的功率转换效率 (认证的24.35%).
- 在ISOS-D-2条件下,未封装的设备表现出极好的稳定性,在100小时后保持超过91%的初始PCE,在环境空气中持续照明500小时后保持80%.
结论:
- 新型化盐,如CzCl-EAI,可以通过分子设计显著提高PSC的性能和稳定性.
- 消极剂的双极效应在扩大耗尽区域和改善电荷提取方面发挥着关键作用.
- 开发的被动化策略为高效和耐用的矿太阳能电池提供了一个有前途的途径.
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