中间体化合物在太阳能电池中治理钙钛矿层的特性

材料科学系的科学家,欧洲杯线上买球Lomonosov MSU在改变形成钙钛矿太阳能电池的光吸收层的组分的比率时,已经描述了产生产生的薄膜的电池效率和结构的方式。在物理化学C杂志C.中报道了该研究的结果。

这些是结晶溶剂化物的晶体结构。信用:Alexey Tarasov。

有机 - 无机钙钛矿是一种创新的光活性材料 - 物质,对光反应。欧洲杯足球竞彩他们从被称为钙钛矿或钛酸钙的矿物质中得出出他们的名字3.- 他们的结构类似于Perovskite。然而,他们的原始特征更令人印象深刻。通过使用这些材料,我们可以在几欧洲杯足球竞彩十年前推出的佩罗夫斯基特太阳能电池。然而,它们的效率远远优于更普遍和非常昂贵的硅太阳能元件。

在早期的研究中,该研究的作者发现了腓骨或电线状的钙锌矿的杂种从通过钙钛矿结晶过程形成的中间体化合物的结构来源于它们的形状。该团队发现了一系列这些化合物,其中每个化合物是结晶溶剂化物 - 一种结晶化合物,其中其前体组分的溶剂的分子形成它们的结构。将溶解的组分从溶液中沉淀以形成结晶钙钛矿膜。

该团队选择并描述了三种中间化合物,其在两个溶剂中是一种主要用于开发钙钛矿太阳能电池的溶剂。第一次建立两种化合物的晶体结构。

我们发现中间化合物的形成是确定最终钙钛矿层的功能性质的关键因素之一,因为钙钛矿晶体继承了这些化合物的形状。反过来,这会影响薄膜形态和太阳能电池效率。在创建薄钙钛矿薄膜时特别重要,因为晶体的针状或圆形形状将导致薄膜不连续,这将显着降低太阳能电池的效率。关于前体试剂比例对最终钙钛矿晶体的形状的影响将允许故意选择获得最佳薄膜的条件,这将导致高效率的钙钛矿细胞。

Alexey Tarasov,博士,博士,太阳能高能量新材料实验室研究员和Lomonosov莫斯科州立大学材料科学系)欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

已知诸如这些中间化合物是不稳定的。因此,该团队采用同步辐射以及低温冷却晶体至近173°C。这种冷却使它们能够捕捉晶体的衰减以及进行所需的测量以确定溶剂化物的结构。

此外,该团队研究了所得化合物的热稳定性,并且能够通过采用量子化学模拟来计算化合物的形成能量。对形成能量的深入知识使研究人员能够在使用独特的溶剂时阐明特定晶体的形成。

该团队还发现,在结晶过程中形成的中间化合物的性质特别受溶液中试剂的比例。形成的钙钛矿晶体的形状由中间化合物的晶体结构控制,并且这种形状又控制了光吸收层的结构。因此,该结构对开发的太阳能电池的输出产生了影响。

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