一种三烯胺功能化的联合组装材料,以创纪录的效率逆转CsPbI矿太阳能电池

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
• 表面化学 表面化学

背景情况:

• 对自组装单层 (SAM) 分布和界面修改的精确控制对于高性能p-i-n倒置矿太阳能电池 (PSC) 至关重要.
• 现有的方法经常与SAM聚合和接口缺陷作斗争,限制了设备的效率和稳定性.

研究的目的:

• 开发一种新型的联合组装材料,4-氨基甲基) -N,N-二乙烯酸 (TPAI),用于订购的SAM组装.
• 研究TPAI在矿界面上的分子相互作用和缺陷被动化机制.
• 通过TPAI接口工程来提高三化 (CsPbI3) PSC 的性能和耐用性.

主要方法:

• 与SAM一起组装TPAI.
• 密度函数理论 (DFT) 的计算.
• 总频率生成 (SFG) 光谱学.
• 福里埃变换红外光谱法 (FTIR).
• 在X射线光电谱学 (XPS).

主要成果:

• TPAI抑制SAM聚合,并通过π-π相互作用增强自我组装顺序.
• TPAI中的 ─NH3 组使 CsPbI3 薄膜中的 Pb2+ 缺陷无效.
• TPAI创建了一个缺陷最小化的接口,具有优化的能量对齐,改善了电荷提取和传输.
• 经过TPAI处理的CsPbI3 PSC实现了创纪录的21.60%的功率转换效率 (PCE).
• 设备在1400小时的稳定性测试后保持了96.71%的初始PCE.

结论:

• TPAI 作为一个有效的联合组装材料,用于有序的 SAM 形成.
• 使用TPAI的分子级接口工程显著提高PSC的性能和稳定性.
• 这一战略为开发高效且持久的矿太阳能电池提供了一条道路.