Американско-канадска група научници користела молекули од базата на Луис за да ја подобри пасивацијата на површината во соларната ќелија од перовскит.Тимот произведе уред со висок напон на отворено коло и извонредни нивоа на стабилност.
Американско-канадски истражувачки тим направил превртен перовскитсоларна ќелијасо користење на базни молекули на Луис за површинска пасивација.Основите на Луис обично се користат во истражувањето на соларните перовскити за да се пасивираат површинските дефекти во перовскитниот слој.Ова има позитивни ефекти врз усогласувањето на енергетското ниво, кинетиката на меѓуфајалната рекомбинација, однесувањето на хистерезис и оперативната стабилност.
„Луисовата базичност, која е обратно пропорционална на електронегативноста, се очекува да ја одреди енергијата на врзувањето и стабилизацијата на интерфејсите и границите на зрната“, велат научниците, истакнувајќи дека молекулите се покажале како многу ефикасни во создавањето силна врска помеѓу клеточните слоеви на нивото на интерфејсот.„Базна молекула на Луис со два атоми кои донираат електрони може потенцијално да ги врзе и да ги премости интерфејсите и границите на земјата, нудејќи потенцијал за подобрување на адхезијата и зајакнување на механичката цврстина на соларните ќелии од перовскит“.
Научниците користеа базна молекула на дифосфин Луис позната како 1,3-бис(дифенилфосфино) пропан (DPPP) за да го пасивираат еден од најперспективните халидни перовскити - формамидиниум оловниот јодид познат како FAPbI3 - за употреба во абсорберниот слој на клетката.
Тие го депонираа слојот од перовскит на транспортен слој на дупка (HTL) допиран со DPPP, направен од никел (II) оксид (NiOx).Тие забележаа дека некои DPPP молекули повторно се раствораат и сегрегираат и на интерфејсот на перовскит/NiOx и на површинските региони на перовскит, и дека кристалиноста на перовскитниот слој се подобри.Тие рекоа дека овој чекор ја подобрилмеханичкицврстина на интерфејсот перовскит/NiOx.
Истражувачите ја изградиле ќелијата со супстрат направен од стакло и калај оксид (FTO), HTL базиран на NiOx, слој одметил-супституиран карбазол(Me-4PACz) како слој за транспорт на дупка, слој од перовскит, тенок слој од фенитиламониум јодид (PEAI), слој за транспорт на електрони направен од бакминстерфулерен (C60), тампон слој од калај (IV) оксид (SnO2) и метален контакт направен од сребро (Ag).
Тимот ги спореди перформансите на соларната ќелија допирана со DPPP со референтен уред што не помина низ третманот.Допингуваната ќелија постигна ефикасност на конверзија на моќноста од 24,5%, напон на отворено коло од 1,16 V и фактор на полнење од 82%.Недопрениот уред достигна ефикасност од 22,6%, напон на отворено коло од 1,11 V и фактор на полнење од 79%.
„Подобрувањето на факторот на полнење и напонот на отворено го потврдија намалувањето на густината на дефектот на предниот интерфејс NiOx/перовскит по третманот со DPPP“, велат научниците.
Истражувачите изградиле и допирана ќелија со активна површина од 1,05 cm2 која постигнала конверзија на енергијаефикасност до 23,9%и не покажа деградација по 1.500 ч.
„Со DPPP, под амбиентални услови - односно без дополнително загревање - вкупната ефикасност на конверзија на моќноста на ќелијата остана висока приближно 3.500 часа“, рече истражувачот Чонгвен Ли.„Соларните ќелии од перовскит кои се претходно објавени во литературата имаат тенденција да забележат значителен пад во нивната ефикасност по 1.500 до 2.000 часа, така што ова е големо подобрување“.
Групата, која неодамна аплицираше за патент за техниката DPPP, ја претстави клеточната технологија во „Рационален дизајн на базни молекули на Луис застабилни и ефикасни превртени соларни ќелии од перовскит”, која неодамна беше објавена во Science.Тимот вклучува академици од Универзитетот во Торонто во Канада, како и научници од Универзитетот во Толедо, Универзитетот во Вашингтон и Универзитетот Нортвестерн во САД.
Време на објавување: 27 февруари 2023 година