Америчко-канадска група научника користила је Луисове базне молекуле да побољша површинску пасивацију у соларној ћелији од перовскита.Тим је произвео уређај са високим напоном отвореног кола и изузетним нивоима стабилности.
Америчко-канадски истраживачки тим је произвео обрнути перовскитсоларна ћелијакоришћењем Луисових базних молекула за површинску пасивацију.Луисове базе се генерално користе у соларним истраживањима перовскита за пасивизацију површинских дефеката у слоју перовскита.Ово има позитивне ефекте на усклађивање нивоа енергије, кинетику рекомбинације међуфаза, понашање хистерезе и оперативну стабилност.
„Очекује се да ће Луисова базичност, која је обрнуто пропорционална електронегативности, одредити енергију везивања и стабилизацију интерфејса и граница зрна“, рекли су научници, напомињући да су се молекули показали као веома ефикасни у стварању јаке везе између слојева ћелије на ниво интерфејса.„Молекул Левисове базе са два атома који донирају електроне може потенцијално да веже и премости интерфејсе и границе тла, нудећи потенцијал за побољшање адхезије и јачање механичке жилавости соларних ћелија перовскита.
Научници су користили молекул дифосфин Луисове базе познат као 1,3-бис(дифенилфосфино) пропан (ДППП) да пасивизирају један од најперспективнијих халогених перовскита – формамидинијум олово јодид познат као ФАПбИ3 – за употребу у апсорберском слоју ћелије.
Они су депоновали слој перовскита на ДППП-допирани транспортни слој (ХТЛ) направљен од никл(ИИ) оксида (НиОк).Они су приметили да су се неки ДППП молекули поново растворили и одвојили и на интерфејсу перовскит/НиОк и на областима површине перовскита, и да се побољшала кристалност перовскитног филма.Рекли су да је овај корак побољшаомеханичкижилавост интерфејса перовскит/НиОк.
Истраживачи су изградили ћелију са подлогом од стакла и калајног оксида (ФТО), ХТЛ-ом на бази НиОк, слојемметил-супституисани карбазол(Ме-4ПАЦз) као слој за транспорт рупа, слој перовскита, танак слој фенетиламонијум јодида (ПЕАИ), слој за транспорт електрона направљен од бакминстерфулерена (Ц60), пуферски слој калај(ИВ) оксида (СнО2) и метални контакт од сребра (Аг).
Тим је упоредио перформансе соларне ћелије допиране ДППП-ом са референтним уређајем који није прошао третман.Допирана ћелија је постигла ефикасност конверзије снаге од 24,5%, напон отвореног кола од 1,16 В и фактор пуњења од 82%.Недопирани уређај је достигао ефикасност од 22,6%, напон отвореног кола од 1,11 В и фактор пуњења од 79%.
„Побољшање фактора пуњења и напона отвореног кола потврдило је смањење густине дефеката на предњем интерфејсу НиОк/перовскит након третмана ДППП-ом“, рекли су научници.
Истраживачи су такође изградили допирану ћелију са активном површином од 1,05 цм2 која је постигла конверзију снагеефикасност до 23,9%и није показао деградацију након 1.500 х.
„Са ДППП-ом, у амбијенталним условима – то јест, без додатног грејања – укупна ефикасност конверзије енергије ћелије остала је висока око 3.500 сати“, рекао је истраживач Цхонгвен Ли.„Соларне ћелије од перовскита које су раније објављене у литератури имају тенденцију да виде значајан пад њихове ефикасности након 1.500 до 2.000 сати, тако да је ово велико побољшање.
Група, која је недавно аплицирала за патент за ДППП технику, представила је ћелијску технологију у „Рационалном дизајну Луисових базних молекула застабилне и ефикасне соларне ћелије инвертованог перовскита”, који је недавно објављен у часопису Сциенце.Тим укључује академике са Универзитета у Торонту у Канади, као и научнике са Универзитета у Толеду, Универзитета у Вашингтону и Универзитета Нортхвестерн у Сједињеним Државама.
Време поста: 27. фебруар 2023