Sekumpulan saintis AS-Kanada telah menggunakan molekul asas Lewis untuk meningkatkan pempasifan permukaan dalam sel suria perovskit.Pasukan itu menghasilkan peranti dengan voltan litar terbuka yang tinggi dan tahap kestabilan yang luar biasa.
Pasukan penyelidik AS-Kanada telah mencipta perovskit terbaliksel suriadengan menggunakan molekul asas Lewis untuk pempasifan permukaan.Bes Lewis biasanya digunakan dalam penyelidikan suria perovskit untuk memasifkan kecacatan permukaan dalam lapisan perovskit.Ini mempunyai kesan positif pada penjajaran tahap tenaga, kinetik penggabungan semula antara muka, tingkah laku histerisis dan kestabilan operasi.
"Keasasan Lewis, yang berkadar songsang dengan keelektronegatifan, dijangka menentukan tenaga pengikat dan penstabilan antara muka dan sempadan butiran, " kata saintis, sambil menyatakan bahawa molekul terbukti sangat cekap dalam mewujudkan ikatan yang kuat antara lapisan sel di tahap antara muka."Molekul asas Lewis dengan dua atom penderma elektron berpotensi mengikat dan merapatkan antara muka dan sempadan tanah, menawarkan potensi untuk meningkatkan lekatan dan menguatkan keliatan mekanikal sel solar perovskit."
Para saintis menggunakan molekul asas Lewis diphosphine yang dikenali sebagai 1,3-bis(diphenylphosphino) propana (DPPP) untuk memasifkan salah satu perovskit halida yang paling menjanjikan - iodida plumbum formamidinium yang dikenali sebagai FAPbI3 - untuk digunakan dalam lapisan penyerap sel.
Mereka mendepositkan lapisan perovskit pada lapisan pengangkutan lubang doped DPPP (HTL) yang diperbuat daripada nikel(II) oksida (NiOx).Mereka memerhatikan bahawa beberapa molekul DPPP dibubarkan semula dan diasingkan pada kedua-dua antara muka perovskit/NiOx dan kawasan permukaan perovskit, dan bahawa kehabluran filem perovskit bertambah baik.Mereka berkata langkah ini meningkatkanmekanikalkeliatan antara muka perovskit/NiOx.
Para penyelidik membina sel dengan substrat yang diperbuat daripada kaca dan timah oksida (FTO), HTL berdasarkan NiOx, lapisankarbazole yang digantikan metil(Me-4PACz) sebagai lapisan pengangkutan lubang, lapisan perovskit, lapisan nipis phenethylammonium iodide (PEAI), lapisan pengangkutan elektron yang diperbuat daripada buckminsterfullerene (C60), lapisan penimbal timah(IV) oksida (SnO2), dan sesentuh logam yang diperbuat daripada perak (Ag).
Pasukan itu membandingkan prestasi sel suria dop DPPP dengan peranti rujukan yang tidak menjalani rawatan.Sel doped mencapai kecekapan penukaran kuasa sebanyak 24.5%, voltan litar terbuka 1.16 V dan faktor isian sebanyak 82%.Peranti yang tidak didop mencapai kecekapan 22.6%, voltan litar terbuka 1.11 V dan faktor isian sebanyak 79%.
"Peningkatan pada faktor isian dan voltan litar terbuka mengesahkan pengurangan ketumpatan kecacatan pada antara muka hadapan NiOx / perovskite selepas rawatan DPPP," kata saintis.
Para penyelidik juga membina sel doped dengan kawasan aktif 1.05 cm2 yang mencapai penukaran kuasakecekapan sehingga 23.9%dan tidak menunjukkan degradasi selepas 1,500 jam.
"Dengan DPPP, di bawah keadaan ambien - iaitu, tiada pemanasan tambahan - kecekapan penukaran kuasa keseluruhan sel kekal tinggi selama kira-kira 3,500 jam," kata penyelidik Chongwen Li."Sel solar perovskite yang telah diterbitkan sebelum ini dalam kesusasteraan cenderung melihat penurunan ketara dalam kecekapannya selepas 1,500 hingga 2,000 jam, jadi ini adalah peningkatan yang besar."
Kumpulan itu, yang baru-baru ini memohon paten untuk teknik DPPP, membentangkan teknologi sel dalam "Reka bentuk rasional molekul asas Lewis untuksel solar perovskite terbalik yang stabil dan cekap,” yang diterbitkan baru-baru ini dalam Sains.Pasukan ini termasuk ahli akademik dari Universiti Toronto di Kanada, serta saintis dari Universiti Toledo, Universiti Washington dan Universiti Barat Laut di Amerika Syarikat.
Masa siaran: Feb-27-2023