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2022 ACS Energy Lett.:如何提升鈣鈦礦太陽能組件的穩定性?利用互變異構鈍化策略!

SS-X 太陽光模擬器使效率突破成為可能!

因精准才能頂尖!

  ACS Energy Letters 於2022年9月刊登一項研究。隨著鈣鈦礦領域日益發展,過程中仍有需要克服的議題。缺陷會削弱鈣鈦礦太陽能組件(perovskite solar module, PSM)的穩定性,加劇連續光照(尤其是紫外線)下的光降解過程。所謂的光降解為有機物在光的作用下,逐步氧化成低分子中間產物,最終生成二氧化碳和水與其他的離子。這會限制鈣鈦礦光伏的競爭力和商業發展。

  此處研究者提出了一種分子異構鈍化的互變異構鈍化策略,即2,3-雙(2,4,5-三甲基-3-噻吩基)馬來酰亞胺(DAE),以協助具有可持續紫外線防護的光穩定 PSM的缺陷钝化。紫外線照射後,鈣鈦礦薄膜中的互變異構DAE分子呈現高電荷密度差值(-C=O-Pb為-0.182e;N-H···I-為0.015e),且有效提升缺陷形成能,透過PSM中DAE分子的自由閉環和開環,防止鈣鈦礦紫外線降解。文章透過使用光焱科技的太陽光模擬器、QE-R量子效率測量系統與其他儀器協助量測。結果發現,DAE PSC表現出高達 24.12%(小面積:0.08 cm2)和18.47%(模組面積:25 cm2)的高效率及長期的紫外線光穩定性。這也使得在陰天中,可為手機持續充電。

  光焱科技量子效率測量系統除了用於太陽能電池的 EQE(External Quantum Efficiency)光譜分析,同時對於太陽能電池在太陽光模擬器下的短路電流,也提供了 Jsc(short-circuit current density)的比對,以證明實驗的準確性。光焱科技的太陽光模擬器與 KA6000 軟體,也同時提供了短路電流對時間變化的監控,以證明太陽能電池的穩定!

Absorption spectra of the sunscreen molecule solution

防曬分子溶液的吸收光譜。

Hysteresis factor EQE PCE
J-V characteristics of the PSCs with different DAE sunscreen contents

不同 DAE 防曬劑含量的 PSC 的 J-V 特性。

推薦儀器:太陽光模擬器QE-R 量子效率測量系統

推薦軟體:KA6000 鈣鈦礦太陽能電池 IV 測量和分析軟體

本文關鍵字:鈣鈦礦太陽能組件、perovskite solar module、光降解、photodegradation、量子效率、Quantum Efficiency、太陽光模擬器、solar simulator、sun simulator

原文:https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c01648

Tautomeric-Passivation-Strategy

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