在倒置矿太阳能电池中抑制PCBM二元体的形成
Zheng Liang1,2,3,4, Huifen Xu1,2, Zhenda Huang1,2
1Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences, Hefei, People's Republic of China.
Nature materials
|October 1, 2025
概括
研究人员开发了一种分子剂,以防止矿太阳能电池的-C61-黄油酸甲基 (PCBM) 层的降解. 这一创新提高了设备的稳定性和效率,这对于可扩展的太阳能解决方案至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 半导体设备 半导体设备
背景情况:
- 电子选择性层对于矿太阳能电池 (PSC) 的性能和可扩展性至关重要.
- -C61-黄油酸甲基 (PCBM) 是一种常见的电子选择性材料,但易经二分化,导致降解和阻碍制造.
- PCBM的二元化损害了设备的稳定性,并限制了高质量的PSC的大规模生产.
研究的目的:
- 研究矿表面终结对PCBM分子堆叠和二元化的影响.
- 制定一种策略,以抑制PCBM二元体的形成,并提高PSC的运行稳定性.
- 证明开发的兴奋剂在增强实验室规模和更大面积PSC方面的有效性.
主要方法:
- 研究了PCBM分子堆叠在不同的矿表面末端.
- 开发并应用了一种新型分子剂来抑制PCBM二分化.
- 使用修改后的PCBM层制造的反转矿太阳能电池.
- 在加速老化条件下进行了设备性能测试和长期稳定性评估 (ISOS L-2I协议).
主要成果:
- 佩洛夫斯基特表面终端变异性被确定为异质PCBM定向和分布的原因,促进二分化.
- 开发的分子剂有效地抑制了PCBM二元体的形成.
- 获得了26.4% (实验室规模) 和25.3% (1cm2设备) 的认证功率转换效率.
- 设备在85°C老化1500小时后保持了93%的初始效率.
结论:
- 通过表面工程和兴奋剂控制PCBM分子堆叠是克服降解问题的关键.
- 开发的分子剂显著提高了矿太阳能电池的稳定性和性能.
- 这种方法为可伸缩制造耐用和高效的矿太阳能电池提供了可行的途径.
