管理碘遷移提高單結和疊層鈣鈦礦太陽能電池的穩定性2025-01-15 14:10瀏覽數:437次
中國科學院(CAS)研究人員認為，鈣鈦礦太陽(yang)能電池(PSCs)的(de)不(bu)穩(wen)定性問題主要源(yuan)于鹵化(hua)物離(li)子(zi)的(de)遷移，尤其是(shi)碘離(li)子(zi)(I?)遷移。在(zai)光(guang)照和(he)(he)熱應力下，碘離(li)子(zi)遷移并轉(zhuan)換為碘分(fen)子(zi)(I2)，導致(zhi)不(bu)可逆的(de)器(qi)件(jian)降級和(he)(he)性能損(sun)失(shi)。
為(wei)了應對這一挑戰(zhan)，研(yan)究(jiu)團(tuan)隊在鈣鈦礦中引入了添(tian)加劑2,1,3-苯并噻二唑,5,6-二氟-4,7-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜(za)硼(peng)烷-2-基)(BT2F-2B)，來自碘(dian)離子(zi)的未雜(za)化(hua)p 軌道(dao)電子(zi)和孤對電子(zi)之(zhi)間(jian)的強(qiang)配位會(hui)抑(yi)制MAI/FAI的去(qu)質(zhi)子(zi)化(hua)和隨(sui)后的碘(dian)離子(zi)還原轉(zhuan)化(hua)為(wei)碘(dian)分(fen)(fen)子(zi)，同(tong)時高電負性氟增強(qiang)了其與(yu)碘(dian)離子(zi)的靜電相(xiang)互作(zuo)用(yong)(yong)，因此，BT2F-2B的協同(tong)作(zuo)用(yong)(yong)有效(xiao)抑(yi)制了鈣鈦礦的分(fen)(fen)解和碘(dian)化(hua)物(wu)空(kong)位的缺陷(xian)密度，最終將改(gai)善器件性能。
據該團隊稱，這種方法為倒置單借PSCs提(ti)(ti)供了超過26%的(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)(PCE)，并具有出(chu)色(se)的(de)(de)操(cao)作穩定性。根據ISOS-L-3測試方案(在(zai)85 °C和50%相對(dui)濕度下的(de)(de)最大(da)功率(lv)點跟蹤)，處理過的(de)(de)PSCs在(zai)老化1000小時(shi)后仍保留(liu)其85%的(de)(de)原始效(xiao)率(lv)。當(dang)BT2F-2B 應用于寬帶隙(1.77 eV)鈣鈦礦(kuang)系統時(shi)，全鈣鈦礦(kuang)疊層太陽能電池的(de)(de)PCE達到27.8%，證(zheng)實了所提(ti)(ti)策略的(de)(de)普遍性。
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