科學新知:2021 Chem. Eng. J., 新型锍鹽如何達成高效穩定鈣鈦礦?
Chemical Engineering Journal (IF 13.273) 期刊於2021年10月刊登一項研究。研究團隊透過埋入新型锍鹽,達成界面鈍化策略,並實現穩定高效的鈣鈦礦太陽能電池。
金屬鹵鈣鈦礦因具有優異的光電特性,已被廣泛應用於各種光電器件,其中鈣鈦礦太陽能電池獲得了學術界與產業界與日俱增的關注。然而,多晶鈣鈦礦薄膜在快速結晶過程中會產生大量缺陷,可能導致嚴重的載流子復合,大大影響效率和穩定性。
在此研究中,研究人員使用新型锍鹽 (2-carboxyethyl) dimethyl sulfonium chloride (CDSC) 和參考分子 3-dimethylamino propionic acid hydrochloride (DPAH),透過埋入界面鈍化策略,改變鈣鈦礦和電子傳輸層之間的界面。研究人員也藉由太陽光模擬器與標準電池,對鈣鈦礦太陽能電池的光伏特性進行分析。研究結果顯示,這兩種改性劑不僅可以鈍化鈣鈦礦和 SnO2 薄膜表面的缺陷,還可以透過改善能帶排列來降低界面能量障壁。 DPAH 和 CDSC 改性器件分別實現了 21.44% 和 22.22% 的 PCE,遠遠超過對照組的 20.72%。而未封裝的 CDSC 器件,在 60℃ 老化 1272 小時後仍保持其初始效率的 92.5%,對於新型材料用來鈍化埋底界面提供了一種新的思路。
界面修飾分子、鈣鈦礦與氧化錫電子傳輸層都證明有很強的化學作用。
鈣鈦礦層與氧化錫層缺陷的減少。
光伏器件的性能。
穩定性測試結果。
關鍵字: 鈣鈦礦、Perovskite、PSC、太陽能電池、Solar Cell、太陽光模擬器、 Solar Simulator