利用聚苯胺在钙钛矿替代材料的太阳能电池

在美国和中国的科学家们合作一篇新论文调查的使用聚苯胺作为改善钙钛矿材料的太阳能电池。他们的研究结果已经发表在ACS应用能源材料欧洲杯足球竞彩。

研究:电化学制备聚苯胺作为一种替代聚材料间是的运动保利(styrenesulfonate)倒钙钛矿太阳能电池。图片来源:音频和werbung / Shutterstock.com

钙钛矿的太阳能电池

太阳能是一个关键技术解决世界的能源和气候变化问题。太阳能电池技术已经存在了几十年,取得相当大的进展领域近年来太阳能收集和存储。

钙钛矿的光伏太阳能电池是一种有机/无机混合技术。这些先进的太阳能设备有几个好处,包括可调带隙,电荷载体寿命长,低激子结合能,和长时间的扩散长度。最初有限的能量转化效率,近年来,设备被报道,具有功率转换效率25%以上。

PEDOT: PSS和钙钛矿

PEDOT: PSS在钙钛矿是一种常用的材料。这种材料作为空穴传输层之间的光敏层钙钛矿和氧化铟锡层。使用PEDOT: PSS显著提高钙钛矿的功率转换效率的太阳能电池。

一些策略一直在探索研究,进一步改善钙钛矿的电子传递。共轭既被用作夹层低金属层的功函数,并添加生活层有一个设备的FF和积极的影响V_oc。

掺杂PEDOT: PSS和材料,如氯化钠:增欧洲杯足球竞彩强导电性等影响,增大晶体大小和孔运输。这种策略有积极影响钙钛矿的工作功能层和设备的总功率转换效率。

几个问题已经观察了PEDOT:然而,PSS。其中一个基本问题是有源层和缺陷形成的退化与大粒径的相关材料。此外,这种材料的空穴传输层阻碍了导电性较低限制和成本问题。

克服这些挑战

由于这些问题,研究近年来关注作为空穴传输层使用替代材料。欧洲杯足球竞彩几种无机材料显示承诺为此,如崔,Cu欧洲杯足球竞彩SCN, NiO_x,金属氧化物半导体₂和措_x。另一个策略,已被证实能产生良好的功率转换效率是在反向使用CPE-K钙钛矿太阳能电池。

其他材料探索欧洲杯足球竞彩作为有前途的候选人包括透明导电聚合物,它显示增强导电性和稳定性。在这些高分子材料,聚苯胺(PANI)显示特定的承欧洲杯足球竞彩诺。

聚苯胺有几个有益的属性,如成本低、环境稳定性、高性能、简单的合成方法,薄膜的透明度,优越的可加工性,纯度高。这些使它理想的候选人使用传输层太阳能电池在钙钛矿洞。

一些研究调查了聚苯胺的好处。这种材料可以很容易地从苯胺合成化学、光化学,电化学,酶催化路线。化学合成的聚苯胺:PSS评估用于反向太阳能电池作为空穴传输机制,与能量转化效率高达11.67%的报道。

掺杂聚苯胺与各种化工生产设备竞争力转换效率高达15.42%。研究人员已经开发出大面积生产的聚苯胺薄膜光电模块。电化学聚合已成为生产的首选聚苯胺薄膜用作钙钛矿洞传输机制。

这项研究

这篇论文提出了一种方法制备聚苯胺薄膜用于钙钛矿。作者准备了p型掺杂polyaniline-based空穴传输层使用循环伏安法。

高导电性是合成了聚苯胺电极使用硝酸兴奋剂。实验分析和比较光伏研究演示了一个增强的实力倒钙钛矿的太阳能电池的转换效率16.94%,高于此前报道polyaniline-based洞传输机制。

通过电化学方法准备倒polyaniline-based钙钛矿太阳能电池产生了较低的设备V_oc和FF和更高的J_sc相比传统的PEDOT: PSS装置。作者将此归因于低功函数的聚苯胺与PEDOT: PSS。V_oc却降低了,但洞提取是增强。功函数增加使用LiTFSI掺杂电解质的解决方案。

总之

新论文演示了一个简单,低成本制造路线聚苯胺洞传输机制显示增强的能量转化效率比传统PEDOT: PSS在钙钛矿洞传输层。这提供了一个路线向低成本、高效率的钙钛矿太阳能电池,可能提供一个先进的太阳能行业的技术解决方案。

更多的从AZoM:导电和光导AFM的功能是什么?

进一步的阅读

Mabrouk,年代et al。(2022)电化学制备聚苯胺作为一种替代聚(材料间是的运动)聚(styrenesulfonate)倒钙钛矿太阳能电池ACS应用能源材料欧洲杯足球竞彩[网络]pubs.acs.org。可以在:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.2c00621

免责声明:这里的观点是作者表达他们的私人能力,不一定代表AZoM.com T /有限的观点AZoNetwork这个网站的所有者和经营者。这个声明的一部分条款和条件本网站的使用。