Isang US-Canadian na grupo ng mga siyentipiko ang gumamit ng Lewis base molecules para mapabuti ang surface passivation sa isang perovskite solar cell.Ang koponan ay gumawa ng isang aparato na may mataas na open-circuit na boltahe at kahanga-hangang antas ng katatagan.
Isang US-Canadian research team ang gumawa ng isang baligtad na perovskitesolar cellsa pamamagitan ng paggamit ng Lewis base molecules para sa surface passivation.Ang mga base ng Lewis ay karaniwang ginagamit sa perovskite solar research upang i-passivate ang mga depekto sa ibabaw sa perovskite layer.Ito ay may positibong epekto sa pag-align ng antas ng enerhiya, interfacial recombination kinetics, hysteresis behavior, at operational stability.
"Ang Lewis basicity, na inversely proportional sa electronegativity, ay inaasahang matukoy ang nagbubuklod na enerhiya at ang pagpapapanatag ng mga interface at mga hangganan ng butil," sabi ng mga siyentipiko, na binabanggit na ang mga molekula ay napatunayang napakahusay sa paglikha ng malakas na pagbubuklod sa pagitan ng mga layer ng cell sa antas ng interface."Ang Lewis base molecule na may dalawang electron-donating atoms ay maaaring potensyal na magbigkis at mag-bridge ng mga interface at ground boundaries, na nag-aalok ng potensyal na mapahusay ang adhesion at palakasin ang mekanikal na tigas ng perovskite solar cells."
Gumamit ang mga siyentipiko ng diphosphine Lewis base molecule na kilala bilang 1,3-bis(diphenylphosphino) propane (DPPP) upang i-passivate ang isa sa mga pinaka-promising halide perovskites – ang formamidinium lead iodide na kilala bilang FAPbI3 – para gamitin sa absorber layer ng isang cell.
Idineposito nila ang perovskite layer sa isang DPPP-doped hole transport layer (HTL) na gawa sa nickel(II) oxide (NiOx).Napansin nila na ang ilang mga molekula ng DPPP ay muling natunaw at nahiwalay sa parehong interface ng perovskite / NiOx at ang mga rehiyon ng ibabaw ng perovskite, at ang pagkikristal ng perovskite film ay napabuti.Sinabi nila na pinahusay ng hakbang na ito angmekanikaltigas ng interface ng perovskite/NiOx.
Binuo ng mga mananaliksik ang cell na may substrate na gawa sa salamin at tin oxide (FTO), ang HTL batay sa NiOx, isang layer ngmethyl-substituted carbazole(Me-4PACz) bilang hole-transport layer, ang perovskite layer, isang manipis na layer ng phenethylammonium iodide (PEAI), isang electron transport layer na gawa sa buckminsterfullerene (C60), isang tin(IV) oxide (SnO2) buffer layer, at isang metal contact na gawa sa pilak (Ag).
Inihambing ng team ang performance ng DPPP-doped solar cell sa isang reference device na hindi dumaan sa paggamot.Nakamit ng doped cell ang isang power conversion efficiency na 24.5%, isang open-circuit na boltahe na 1.16 V at isang fill factor na 82%.Ang undoped device ay umabot sa kahusayan na 22.6%, isang open-circuit na boltahe na 1.11 V at isang fill factor na 79%.
"Ang pagpapabuti sa fill factor at open-circuit boltahe ay nakumpirma ang pagbawas sa density ng depekto sa NiOx / perovskite front interface pagkatapos ng paggamot sa DPPP," sabi ng mga siyentipiko.
Ang mga mananaliksik ay nagtayo din ng isang doped cell na may aktibong lugar na 1.05 cm2 na nakamit ang isang power conversionkahusayan ng hanggang 23.9%at hindi nagpakita ng pagkasira pagkatapos ng 1,500 h.
"Sa DPPP, sa ilalim ng mga kondisyon ng kapaligiran - iyon ay, walang karagdagang pag-init - ang pangkalahatang kahusayan sa conversion ng kuryente ng cell ay nanatiling mataas sa humigit-kumulang 3,500 oras," sabi ng mananaliksik na si Chongwen Li."Ang perovskite solar cells na dati nang nai-publish sa panitikan ay may posibilidad na makakita ng isang makabuluhang pagbaba sa kanilang kahusayan pagkatapos ng 1,500 hanggang 2,000 na oras, kaya ito ay isang malaking pagpapabuti."
Ang grupo, na kamakailan ay nag-apply para sa isang patent para sa DPPP technique, ay nagpakita ng cell tech sa "Rational na disenyo ng Lewis base molecules para samatatag at mahusay na inverted perovskite solar cells,” na inilathala kamakailan sa Science.Kasama sa koponan ang mga akademya mula sa Unibersidad ng Toronto sa Canada, pati na rin ang mga siyentipiko mula sa Unibersidad ng Toledo, Unibersidad ng Washington, at Northwestern University sa Estados Unidos.
Oras ng post: Peb-27-2023