ペロブスカイト太陽電池 (PSC) は、その卓越した性能と簡単な製造により高く評価されています。ただし、ポリ (トリアリールアミン) (PTAA)、酸化ニッケル (NiOx)、ポリ (3,4-エチレンジオキシチオフェン)-ポリ (スチレンスルホネート) (PEDOT) などの従来の正孔輸送層 ​​(HTL) には、効率と安定性を妨げる固有の制限があります。これらの材料は疎水性、高い反応性、酸性などの問題を抱えていることが多く、PSC の全体的な性能に悪影響を及ぼします。

これらの課題のため、これらの制限を克服し、PSC の機能をさらに強化できる新しい HTL を探索および開発することが急務となっています。

雲南大学と中国科学技術大学の研究チームは、新しいジメチル アクリジン ベースの自己組織化単層 (SAM)、[2-(9,10-ジヒドロ-9,9-ジメチルアクリジン-10-イル)エチル]ホスホン酸 (2PADmA)。反転型 PSC の正孔輸送層として使用されます。研究出版されていますでエネルギー材料・デバイス。

研究チームは、新しいジメチルアクリジンベースのSAM、2PADmAを合成し、それを反転型PSCの正孔輸送層として採用した。この SAM はペロブスカイトの結晶化を調節し、キャリア輸送を強化し、欠陥を不動態化し、非放射性再結合を低減します。2PADmA ベースのデバイスは、電力変換効率(PCE) は 24.01% であり、一般的に使用されている 2PACz SAM を使用するデバイスの PCE 22.32% よりも大幅に高くなります。

パフォーマンスの向上は主に、2PACz ベースのデバイスの 78.42% と比較して 83.92% に向上したフィル ファクタ (FF) によるものです。さらに、2PADmA ベースのデバイスは安定性が向上し、1,080 時間の暗所保管後も初期 PCE の約 98% を維持し、85 ℃ で 400 時間加熱した後も 87% を維持し、優れた性能と耐久性を示しました。

雲南大学の研究者Bing Cai博士は、「2PADmA SAMの開発は、PSCの分野における大きな進歩を意味する。この新しいSAMは、PSCの効率と安定性を向上させるだけでなく、設計への新しいアプローチも提供する」と述べた。将来の太陽電池技術のための高度な HTL。」

革新的な 2PADmA SAM は、PSC の効率と安定性を向上させる新たな可能性を開き、PSC を商用アプリケーションでより実行可能にします。この進歩は、より効率的で耐久性のあるシステムの開発につながる可能性があります。太陽エネルギーシステム、再生可能エネルギー源への世界的な移行に貢献し、気候変動と戦う取り組みを支援します。

詳細情報:Liufei Li et al、高効率逆ペロブスカイト太陽電池用の正孔輸送層としてのジメチルアクリジンベースの自己組織化単分子膜、エネルギー材料・デバイス（2024年）。DOI: 10.26599/EMD.2024.9370038

提供元清華大学出版局