KAUST研究人员设计了一种技术来改善限制钙钛矿太阳能材料性能的一些缺陷。信用:KAUSTKAUST研究人员表明，一种多功能分子，可以堵塞钙钛矿太阳能材料中的各种原子尺度缺陷，可以显著提高这种有前途的太阳能技术的寿命和电输出。钙钛矿是硅的替代太阳能电池材料。它们通常由带负电的碘或溴离子以及带正电的铅和有机离子组成。调整离子组合可以产生宽带隙钙钛矿，捕获硅不能有效吸收的太阳波长。这表明这两种材料可以在串联电池中结合，以从太阳获取更多的能量。
然而，钙钛矿不可避免地具有缺陷，例如在制造过程中特定的离子没有进入适当的位置，在结构中留下间隙。这些活性位点会导致性能迅速下降，除非它们能够被堵塞。“缺陷钝化对于提高钙钛矿太阳能电池的长期稳定性非常重要，”斯特法恩·德·沃尔夫研究小组的研究员福尔坎·伊斯科格说。
钙钛矿中的缺陷位置可以带正电或负电，这取决于缺少哪种离子，但是用于缺陷钝化的化学添加剂通常可以堵塞一种或另一种缺陷。但是一种叫做盐酸苯乙双胍(Phen HCl)的分子克服了这个问题，Isikgor，De Wolf和他们的同事已经证明了这一点。
“由于它的多功能结构，PhenHCl工作得非常好，”Isikgor说。该分子由一个能堵塞带负电荷缺陷的电正性铵头基团和一个能堵塞正间隙的电负性胺和亚胺基团体组成。
研究人员表明，盐酸将宽带隙钙钛矿的功率转换效率从未处理电池的16.7%提高到处理电池的20.5%。“此外，盐酸钝化提高了织构钙钛矿/硅串联太阳能电池的PCE从25.4%到27.4%，”伊思高说。
盐酸钝化还显著提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性。“在持续的光照浸泡下，经氯化氢钝化的设备在大约106小时的运行中保持了80%的老化后效率，”Isikgor说。未经处理的设备仅保持80%的老化后效率5小时。
“我们简单的整体缺陷钝化策略极大地提高了溶液处理钙钛矿的半导体质量，”德·沃尔夫说。“用单个分子钝化钙钛矿中可能存在的不同类型的缺陷对工业来说极具吸引力，”他补充道。下一步是将盐酸钝化与扩大钙钛矿生产相结合。“同时，我们正在努力通过广泛的户外测试进一步提高设备性能和稳定性，”德·沃尔夫补充道。
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
