钙钛矿太阳能电池(PVSCs)是一个诱人的替代传统的硅基太阳能电池由于其更大的功率效率和低成本。然而,实现长期稳定发展的最困难的挑战之一。
1厘米的照片2钙钛矿与添加剂的太阳能电池。图片来源:香港城市大学
一个香港城市大学(接受)研究小组最近突破创造了一个独特的多功能和非易失性添加剂,可以改善钙钛矿的效率和稳定的太阳能电池通过修改钙钛矿电影发展。这种简单和实用技术有可能大大加快PVSCs商业化。
这种类型的多功能添加剂通常可以用来制造不同的钙钛矿成分制造高效和稳定的钙钛矿的太阳能电池。优质钙钛矿的电影将使大面积太阳能电池板的升级。
亚历克斯·珍Kwan-yue教授和主任,香港清洁能源研究所、香港城市大学
亚历克斯Jen Kwan-yue李兆基也是椅子的材料科学教授。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球教授亚历克斯·珍Kwan-yue指导研究。
PVSCs得到很多关注,因为它们非凡的太阳能转换效率(PCE)。PVSCs有可能被用于建筑光伏(BIPV)、可穿戴设备和太阳能农场应用程序因为钙钛矿可能制造表面上沉积的解决方案。
然而,严重的能量损失与缺陷嵌入在钙钛矿接口和晶界继续影响效率和稳定性。因此,钙钛矿电影固有的质量是至关重要的在确定PVSC效率和稳定性。
尽管许多早期的研究都集中在提高膜形态和质量与挥发性添加剂,这些化合物倾向于逃避薄膜退火后,留下了一个空白的perovskite-substrate接口。
为应对这些挑战,接受研究人员设计了一个简单但成功的技术控制钙钛矿电影发展提高电影质量。他们发现,添加一个多功能分子[4-guanidinobenzoic酸盐酸盐,(GBAC)]的钙钛矿前体结果hydrogen-bond-bridged中级阶段的形成,调节结晶生产优质钙钛矿的电影有大量钙钛矿晶体谷物和连贯的晶粒生长从底部表面的电影。
由于其non-volatility,这个分子也能作为一个有效的缺陷钝化链接器(一个方法来降低钙钛矿的缺陷密度膜)在影片退火钙钛矿,导致无辐射复合损失大幅减少,提高电影质量。
他们的研究表明,通过注入GBAC,钙钛矿电影的缺陷密度可以大大降低。倒(p i n)钙钛矿的功率转换效率太阳能电池基于改性钙钛矿增加到24.8%(24.5%批准日本电气安全与环境技术实验室),在文献中报道最高的国家之一。
此外,设备的整体能量损失减少到0.36 eV,能量损耗最低的国家之一在PVSC设备与高功率转换效率。
此外,未密封的设备改善热稳定性超过1000小时的连续加热在65±5°C充氮手套箱,同时保留98%的原始效率。
研究人员证明了策略的广泛适用性不同钙钛矿成分和大面积设备。例如,在实验中,一个更大的区域设备(1厘米2)生成高PCE的22.7%使用这种技术,展示重要承诺为构建可伸缩的、高效PVSCs。
这项工作提供了一个清晰的路径实现优化钙钛矿电影质量促进高效和稳定的钙钛矿太阳能电池的发展和实际应用的升级。
亚历克斯·珍Kwan-yue教授和主任,香港清洁能源研究所、香港城市大学
团队希望扩展分子结构和优化器件结构在未来使用组成和界面工程。他们还将专注于大面积的生产设备。
研究由使用证、创新和技术委员会,研究资助委员会,环境和生态的绿色科技基金局在香港,广东主要的基础和应用基础研究项目,和商路Kong-Macao联合实验室光电和磁性功能材料。欧洲杯足球竞彩
期刊引用
李,F。,等。(2023)。Hydrogen-bond-bridged中间为钙钛矿和提高太阳能电池的效率和稳定性。自然光子学。doi.org/10.1038/s41566 - 023 - 01180 - 6。
来源:https://www.cityu.edu.hk