铅吸附的离子凝胶可最大程度地减少钙壶太阳能电池的铅泄漏

最新研究欧洲杯线上买球科学进步专注于通过实现吸收铅的离子凝胶来实现钙钛矿细胞的新型封装策略，这在防止铅的泄漏方面非常有效，并且可以长期承受高强度的影响。

学习：铅吸附的基于离子凝胶的封装，用于耐影，稳定和铅安全钙钛矿模块。图片来源：Jozef Klopacka/Shutterstock.com

最新的研究重点是为低成本发电的大量金属卤化物使用。然而，含有水溶性铅的钙钛矿会导致土地，土壤和地下地下水位的污染。

过去的替代方法

锡和双钙钛矿已被用来解决此问题，但是基于TIN的PSC的稳定性较差²⁺很容易被SN氧化⁴⁺。还实施了其他一些方法，但是它们也存在与之相关的问题。使用了电荷传输层，例如烷氧基四乙二醇。

但是，这些层不足以吸收铅离子。另一种著名的方法是用吸收铅的材料覆盖它们，因为它只能降低铅泄漏的速度并不能完全阻止它。另一个主要问题是将标准玻璃用于PSC底物，由于劣等的机械性能，在损坏的情况下损坏了。

有效的解决方案是基于离子凝胶的钙钛矿模块的封装，它们具有增强冲击电阻率和减少铅泄漏的多个功能，从而提高了钙钛矿模块的稳定性。

欧洲杯足球竞彩材料和方法

研究提到，所使用的材料是无水的，99％的Sigma Aldric欧洲杯足球竞彩h，95％Synthonix，AIBN（Sigma-Aldrich）和MBAA（Sigma-Aldrich）。

（（一种）Ionogel微结构和铅吸附机制方案。（（b）带有和不含离子凝胶的玻璃基板（厚度为500μm）。插图是玻璃基板上（由蓝色虚线指示）上的15 cm x 15 cm（由红色虚线表示）的离子凝胶的图像。（（C）Ionogel和Poe的紫外线稳定性；来自三个独立测试的错误栏。（（d）原始的离子凝胶样品用不同的颜色染色（左上角）；切割样品（左中间）的图像，并在50°C愈合2小时（左下）；拉伸愈合样品的图像（右）。图像中的正方形（1厘米x 1厘米）可能是比例参考。（（e）电离凝胶的铅吸附动力学。插图是从伪二阶模型的动力学拟合曲线，其方程为tqt = 1/（kqe）2 + tqe，其中k是速率常数和q_e和问_t是在平衡和时间t处吸附的铅离子。图片来源：北卡罗莱纳大学教堂山Xun Xiao。

通过在TPDP中将AA单体聚合，离子凝胶是单个步骤进行的。在典型的过程中，首先将0.001 g MBAA和0.001 g AIBN溶解在0.4 g的AA单体中；相对于AA，MBAA和AIBN分别为0.25个重量百分比。在真空条件下进行热压被用来封装POE膜。使用拉伸压缩测试仪测量拉伸性能。

对于吸附动力学研究，将0.2 g的PAA离子凝胶添加到50 mL的8.6 104 m mapbi3水溶液中，并以120 rpm的速度连续搅拌。不同的延迟持续时间用于从前体溶液中提取样品。

铅泄漏测试

发现用PAA离子凝胶封装的有效性可防止由于太阳能最小模型损坏而导致的铅泄漏。s。妈_0.7F A_0.3PBI₃面积为52.7±3.2 cm的钙钛矿太阳能模型²以及ITO/PTAA/MA的结构_0.7F A_0.3PBI₃/C₆₀/bcp/cu在一批中制造以避免样品变化。随后用POE或Ionogel中的结构包裹了最小模型。

当它们与金属球碰撞时，结构A骨折的最小模型，但是与构造B和C结构B和C的最小模型在冲击部位保持了特征性的星形裂缝。这强调了顶部封装的重要性。

铅泄漏对汽车滚动

除了提高了机械冲击电阻外，结构C中的稳健离子凝胶预计将作为铅吸附材料起作用，从而减少了铅泄漏。为了复制剧烈的冰雹，进行了高度破坏性的冰雹测试，冲击密度为每平方英寸1撞击（即，对此处采用的模块的8个影响）。

对于样品A和B，累积铅泄漏为0.60和0.47克²， 分别。浸泡3小时后，在结构C模块的边缘检测到颜色变化。根据发现，水进入了钙钛矿层。另一方面，浸泡水中累积的铅泄漏的数量没有显着增加，最终值为7.8*10⁵通用²，比结构A中低四个数量级。

（（一种）设备结构。HTL，孔传输层；ETL，电子传输层。（（b）钙钛矿模块的I-V曲线（面积为31.5厘米²）在离子凝胶封装之前和之后。插图是封装模块的图像。（（C）典型PSC的J-V曲线（面积为0.08 mm²）在离子凝胶封装之前和之后。插图是参数比较的图表。（（d）统计结果的效率分布在离子凝胶封装前后的32个PSC的效率分布。（（e和F）根据IEC 61215标准，DH（E）和热循环（F）测试期间PSC的效率演变。错误条来自五个独立设备的统计结果。RH，相对湿度。图片来源：北卡罗莱纳大学教堂山Xun Xiao。

在浸泡的前5天，基于离子凝胶的结构C的封装膜没有明显的颜色变化和最小的铅泄漏。这部电影在浸泡约10天后开始改变颜色，表明水已经渗入了钙钛矿层并引起了故障。

当使用基于离子凝胶的结构C代替基于POE的结构A封装时，它可以预测铅泄漏的近三阶降低。

铅的泄漏确实是一个主要问题，经典方法无法成功地迎合它。然而，离子凝胶封装通过了所有标准测试，并指示了优质的机械和化学特性。掺入钙钛矿太阳能模块中的坚硬，可靠，吸收剂的材料从根本上减少了铅泄漏到细胞中，并导致太阳能电池稳定性的增强。耐用的离子凝胶层的包装可能保持不变，并作为过滤层运行，即使在严酷的情况下，例如被汽车驱动，这表明它是最适合此目的的情况。

参考

Xiao，X.，Wang，M.，Chen，S.，Zhang，Y.，Gu，H.，Deng，Y。，。。。Huang，J。（2021）。铅吸附的基于离子凝胶的封装，用于耐影，稳定和铅安全钙钛矿模块。欧洲杯线上买球科学进步。https://www.欧洲杯线上买球science.org/doi/10.1126/sciadv.abi8249

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