ASV un Kanādas zinātnieku grupa ir izmantojusi Lūisa bāzes molekulas, lai uzlabotu virsmas pasivāciju perovskīta saules baterijā.Komanda izstrādāja ierīci ar augstu atvērtās ķēdes spriegumu un ievērojamu stabilitātes līmeni.
ASV un Kanādas pētnieku grupa ir izgatavojusi apgrieztu perovskītusaules baterijaizmantojot Lūisa bāzes molekulas virsmas pasivēšanai.Lūisa bāzes parasti izmanto perovskīta saules pētījumos, lai pasīvitu perovskīta slāņa virsmas defektus.Tam ir pozitīva ietekme uz enerģijas līmeņa izlīdzināšanu, saskarnes rekombinācijas kinētiku, histerēzes uzvedību un darbības stabilitāti.
"Paredzams, ka Lūisa bāziskums, kas ir apgriezti proporcionāls elektronegativitātei, noteiks saistīšanas enerģiju un saskarņu un graudu robežu stabilizāciju," sacīja zinātnieki, norādot, ka molekulas izrādījās ļoti efektīvas, veidojot spēcīgu saikni starp šūnu slāņiem. saskarnes līmenis."Lūisa bāzes molekula ar diviem elektronus ziedošiem atomiem var potenciāli saistīt un savienot saskarnes un zemes robežas, piedāvājot potenciālu uzlabot perovskīta saules bateriju adhēziju un stiprināt to mehānisko izturību."
Zinātnieki izmantoja difosfīna Lūisa bāzes molekulu, kas pazīstama kā 1,3-bis(difenilfosfino) propāns (DPPP), lai pasivētu vienu no daudzsološākajiem halogenīdu perovskītiem – formamidīnija svina jodīdu, kas pazīstams kā FAPbI3 – izmantošanai šūnas absorbējošā slānī.
Viņi uzklāja perovskīta slāni uz DPPP leģēta caurumu transportēšanas slāņa (HTL), kas izgatavots no niķeļa (II) oksīda (NiOx).Viņi novēroja, ka dažas DPPP molekulas atkārtoti izšķīdināja un atdalījās gan perovskīta/NiOx saskarnē, gan perovskīta virsmas reģionos, un uzlabojās perovskīta plēves kristāliskums.Viņi teica, ka šis solis uzlabojamehānisksperovskīta/NiOx saskarnes stingrība.
Pētnieki uzbūvēja šūnu ar substrātu, kas izgatavots no stikla un alvas oksīda (FTO), HTL, pamatojoties uz NiOx, slāniar metilu aizvietots karbazols(Me-4PACz) kā caurumu transportēšanas slānis, perovskīta slānis, plāns fenetilamonija jodīda (PEAI) slānis, elektronu transportēšanas slānis, kas izgatavots no buckminsterfullerēna (C60), alvas (IV) oksīda (SnO2) buferslānis un metāla kontakts, kas izgatavots no sudraba (Ag).
Komanda salīdzināja ar DPPP leģētu saules bateriju veiktspēju ar atsauces ierīci, kas netika apstrādāta.Leģētā šūna sasniedza jaudas pārveidošanas efektivitāti 24,5%, atvērtās ķēdes spriegumu 1,16 V un aizpildījuma koeficientu 82%.Neleģētā ierīce sasniedza efektivitāti 22,6%, atvērtās ķēdes spriegumu 1,11 V un piepildījuma koeficientu 79%.
"Uzpildes koeficienta un atvērtās ķēdes sprieguma uzlabojumi apstiprināja defektu blīvuma samazināšanos NiOx / perovskīta priekšējā saskarnē pēc apstrādes ar DPPP," sacīja zinātnieki.
Pētnieki arī uzbūvēja leģētu šūnu ar aktīvo laukumu 1,05 cm2, kas panāca jaudas pārveidiefektivitāte līdz 23,9%un neuzrādīja degradāciju pēc 1500 h.
"Izmantojot DPPP, apkārtējās vides apstākļos, tas ir, bez papildu apkures, šūnas kopējā jaudas pārveidošanas efektivitāte saglabājās augsta aptuveni 3500 stundas," sacīja pētnieks Čonvens Li."Perovskīta saules baterijām, kas iepriekš ir publicētas literatūrā, pēc 1500 līdz 2000 stundām ir ievērojams efektivitātes kritums, tāpēc tas ir liels uzlabojums."
Grupa, kas nesen pieteicās patentam DPPP tehnikai, prezentēja šūnu tehnoloģiju sadaļā “Lūisa bāzes molekulu racionāls dizainsstabilas un efektīvas apgrieztās perovskīta saules baterijas”, kas nesen tika publicēts Science.Komandas sastāvā ir akadēmiķi no Toronto universitātes Kanādā, kā arī zinātnieki no Toledo universitātes, Vašingtonas universitātes un Ziemeļrietumu universitātes ASV.
Izlikšanas laiks: 27. februāris 2023