Kiini cha jua kilichogeuzwa cha perovskite kinafikia ufanisi wa 23.9%, uimara wa juu

Kundi la wanasayansi la Marekani-Kanada limetumia molekuli za msingi za Lewis kuboresha upenyezaji wa uso katika seli ya jua ya perovskite.Timu ilizalisha kifaa kilicho na voltage ya juu ya mzunguko wa wazi na viwango vya uthabiti wa ajabu.

Timu ya utafiti ya Marekani na Kanada imebuni perovskite iliyogeuzwakiini cha juakwa kutumia molekuli za msingi za Lewis kwa upitishaji wa uso.Besi za Lewis kwa ujumla hutumiwa katika utafiti wa jua wa perovskite ili kupitisha kasoro za uso kwenye safu ya perovskite.Hii ina athari chanya juu ya upatanishi wa kiwango cha nishati, kinetiki ya upatanisho wa uso kwa uso, tabia ya hysteresis, na utulivu wa uendeshaji.

"Msingi wa Lewis, ambao ni sawa na usawa wa umeme, unatarajiwa kuamua nishati inayofunga na uimarishaji wa miingiliano na mipaka ya nafaka," wanasayansi walisema, wakigundua kuwa molekuli zimeonekana kuwa na ufanisi mkubwa katika kuunda uhusiano mkali kati ya tabaka za seli. kiwango cha interface."Molekuli ya msingi ya Lewis iliyo na atomi mbili zinazotoa elektroni inaweza kufunga na kuunganisha miingiliano na mipaka ya ardhi, ikitoa uwezo wa kuongeza mshikamano na kuimarisha ugumu wa mitambo ya seli za jua za perovskite."

Wanasayansi hao walitumia molekuli ya msingi ya diphosphine Lewis inayojulikana kama 1,3-bis(diphenylphosphino) propane (DPPP) ili kupitisha mojawapo ya halide perovskites yenye matumaini zaidi - iodidi risasi ya formamidinium inayojulikana kama FAPbI3 - kwa matumizi katika safu ya kunyonya seli.

Waliweka safu ya perovskite kwenye safu ya usafirishaji ya shimo la DPPP-doped (HTL) iliyotengenezwa na oksidi ya nikeli(II) (NiOx).Waliona kuwa baadhi ya molekuli za DPPP ziliyeyushwa tena na kutengwa katika kiolesura cha perovskite/NiOx na sehemu za uso wa perovskite, na kwamba ung'avu wa filamu ya perovskite uliboreshwa.Walisema hatua hii iliboreshamitambougumu wa kiolesura cha perovskite/NiOx.

Watafiti walijenga kiini na substrate iliyofanywa kwa kioo na oksidi ya bati (FTO), HTL kulingana na NiOx, safu yacarbazole iliyobadilishwa na methyl(Me-4PACz) kama safu ya usafiri wa shimo, safu ya perovskite, safu nyembamba ya phenethylammonium iodidi (PEAI), safu ya usafiri ya elektroni iliyotengenezwa na buckminsterfullerene (C60), safu ya bati ya oksidi (SnO2), na mguso wa chuma uliotengenezwa kwa fedha (Ag).

Timu ililinganisha utendakazi wa seli ya jua yenye dope ya DPPP na kifaa cha marejeleo ambacho hakikupitia matibabu.Kiini cha doped kilipata ufanisi wa ubadilishaji wa nguvu wa 24.5%, voltage ya mzunguko wa wazi ya 1.16 V na kipengele cha kujaza cha 82%.Kifaa kisichopungua kilifikia ufanisi wa 22.6%, voltage ya wazi ya 1.11 V na sababu ya kujaza 79%.

"Uboreshaji wa kipengele cha kujaza na voltage ya mzunguko wa wazi ulithibitisha kupunguzwa kwa wiani wa kasoro kwenye interface ya mbele ya NiOx / perovskite baada ya matibabu ya DPPP," wanasayansi walisema.

Watafiti pia waliunda kiini cha doped na eneo la kazi la 1.05 cm2 ambalo lilipata ubadilishaji wa nguvu.ufanisi wa hadi 23.9%na haikuonyesha uharibifu wowote baada ya saa 1,500.

"Kwa DPPP, chini ya hali ya mazingira - yaani, hakuna joto la ziada - ufanisi wa jumla wa ubadilishaji wa nguvu wa seli ulikaa juu kwa takriban saa 3,500," alisema mtafiti Chongwen Li."Seli za jua za perovskite ambazo zimechapishwa hapo awali kwenye fasihi huwa zinaona kushuka kwa ufanisi wao baada ya masaa 1,500 hadi 2,000, kwa hivyo hii ni uboreshaji mkubwa."

Kikundi, ambacho kilituma maombi ya hataza ya mbinu ya DPPP hivi majuzi, kiliwasilisha teknolojia ya seli katika "Muundo wa busara wa molekuli za msingi za Lewis kwaseli za jua za perovskite thabiti na zenye ufanisi,” ambayo ilichapishwa hivi majuzi katika Sayansi.Timu hiyo inajumuisha wasomi kutoka Chuo Kikuu cha Toronto nchini Kanada, pamoja na wanasayansi kutoka Chuo Kikuu cha Toledo, Chuo Kikuu cha Washington, na Chuo Kikuu cha Northwestern nchini Marekani.