具有高度稳定的反转矿太阳能电池与完全无机的选择性接触,使用铁氧化物添加剂
Long Wang1, Yufang Li1, Honglie Shen1,2,3
1College of Materials Science and Technology, Jiangsu Key Laboratory of Materials and Technology for Energy Conversion, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 211106, People's Republic of China.
The Journal of chemical physics
|March 4, 2025
概括
铁氧化物 (FZO) 纳米粒子增强矿太阳能电池 (PSC) 的稳定性和效率. 以FZO为基础的PSC在400小时后保持90%的性能,为传统材料提供了具有成本效益的,稳定的替代品.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源是可再生能源的来源.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 矿太阳能电池 (PSC) 显示出快速的性能增长,但面临着稳定性问题.
- 像C60和PCBM这样的当前电子传输层 (ETL) 在反向的p-i-nPSC中存在稳定性挑战和高成本.
- 在PSC中需要稳定,具有成本效益的ETL材料.
研究的目的:
- 开发一种新的,高度稳定的矿太阳能电池,使用铁氧化物 (FZO) 纳米粒子作为ETL.
- 调查铁对ZnOETL特性和PSC性能的影响.
- 通过接口被动化来提高PSC的稳定性和效率.
主要方法:
- 使用FZO纳米粒子作为ETL和氧化 (NiOx) 作为孔输送层制造PSC.
- FZO纳米颗粒的化学合成.
- 使用 (2-(9H-carbazol-9-yl) ethyl) 酸和2-phenylethylamine hydroiodide进行接口被动化.
主要成果:
- 基于FZO的PSC实现了约12%的功率转换效率 (PCE),峰值为13.65%.
- 与原始的ZnOETL相比,FZOETL提高了PCE高达18.3%.与原始的ZnOETL相比.
- 未包装的FZO设备在45%相对湿度下400小时后保留了90%的初始PCE,显示出增强的稳定性.
结论:
- 对ZnO的铁剂减轻了ETL的基本性,减少了FZO/矿界面上的deprotonation,并提高了PSC的稳定性.
- 使用FZO作为无机ETL为低成本,高性能和稳定的矿太阳能电池提供了一个有希望的途径.
- 化学合成的氧化物可以作为高级PSC的有效无机选择性电荷传输层.
