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【科研專欄】?陳江照&李雄團(tuán)隊(duì) : 新型锍鹽如何達(dá)成高效穩(wěn)定鈣鈦礦?

更新時(shí)間:2021-11-30      點(diǎn)擊次數(shù):1933


科研專欄 / ENLITECH

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作者:重慶大學(xué)陳江照、華中科技大學(xué)李雄和浦項(xiàng)科技大學(xué)DonghwaLee等人

DOI:10.1016/j.cej.2021.133209


Chemical Engineering Journal (IF 13.273) 期刊于2021年10月底刊登重慶大學(xué)陳江照、華中科技大學(xué)李雄和浦項(xiàng)科技大學(xué)DonghwaLee等人的一項(xiàng)新型研究策略。該研究團(tuán)隊(duì)透過埋入新型锍鹽,達(dá)成界面鈍化策略,并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的鈣鈦礦太陽能電池。


金屬鹵鈣鈦礦因具有優(yōu)異的光電特性,已被廣泛應(yīng)用于各種光電器件,其中鈣鈦礦太陽能電池獲得了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界與日俱增的關(guān)注。然而,多晶鈣鈦礦薄膜在快速結(jié)晶過程中會產(chǎn)生大量缺陷,可能導(dǎo)致嚴(yán)重的載流子復(fù)合,大大影響效率和穩(wěn)定性。


在此研究中,研究人員使用新型锍鹽 (2-carboxyethyl) dimethyl sulfonium chloride (CDSC) 和參考分子 3-dimethylamino propionic acid hydrochloride (DPAH),透過埋入界面鈍化策略,改變鈣鈦礦和電子傳輸層之間的界面。研究人員也利用太陽光模擬器與標(biāo)準(zhǔn)電池,對鈣鈦礦太陽能電池的光伏特性進(jìn)行分析。


研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,這兩種改性劑不僅可以鈍化鈣鈦礦和 SnO2 薄膜表面的缺陷,還可以透過改善能帶排列來降低界面能量障壁。DPAH 和 CDSC 改性器件分別實(shí)現(xiàn)了 21.44% 和 22.22% 的 PCE,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對照組的 20.72%。而未封裝的 CDSC 器件,在 60℃ 老化 1272 小時(shí)后仍保持其初始效率的 92.5%,對于新型材料用來鈍化埋底界面提供了一種新的思路。


圖表解析


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界面修飾分子、鈣鈦礦與氧化錫電子傳輸層都證明有很強(qiáng)的化學(xué)作用

 

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鈣鈦礦層與氧化錫層缺陷的減少


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光伏器件的性能


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穩(wěn)定性測試結(jié)果



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