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科學新知: 2022 C.E.J., Ag<sub>3</sub>BiI<sub>6</sub>紅鎢礦太陽能電池最高效率達2.77%! 內文封面

科學新知: 2022 Chemical Engineering Journal : Ag3BiI6 紅鎢礦太陽能電池最高效率達2.77%!

本文亮點

  1. 無鉛吸收層 Ag3BiI6 的光伏材料 是通過熱輔助刀片塗層技術獲得的。
  2. 載流子傳輸層的修改使 Ag3BiI6 表現出優異的光伏性能,達到 2.77%。
  3. 無需封裝,器件在環境中 3,000 小時穩定性測試後可保持 80% 的初始 PCE。

       目前,高效鈣鈦礦太陽能電池主要包括鉛基光吸收層。近年來,鈣鈦礦太陽能前所未有的功率轉換效率 (PCE) 使其成為永續或可再生能源的樂觀解決方案。然而,鈣鈦礦太陽能電池中的鉛,該有毒成分及其在使用環境中的穩定性成了大眾的討論議題。因此,解決這兩個問題顯然是開發鈣鈦礦太陽能電池的當務之急。
        2022年8月CEJ刊登一項Ag3BiI6 紅鎢礦太陽能電池最高效率2.77%的研究成果。研究團隊選擇Ag3BiI6紅鎢礦作為熱輔助刮刀塗佈法製備的活性層,以替代傳統的鉛基鈣鈦礦活性層。本研究為了使載流子傳輸層和 Ag3BiI6 光吸收層之間的能級對齊,摻雜兩個載流子傳輸層將刮刀器件的 PCE 從 2.06% 提高到 2.77%。這些設備在環境環境中未封裝存儲超過 3,000小時後,仍然可以保持 90% 的初始 PCE。該研究還展示了一個 1.00 cm2 的大型器件,PCE為 2.03%。
        無鉛、空氣穩定和可大規模生產加工的特性使其成為光伏材料的有希望的選擇。

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圖1.使用紫外光電子能譜分析光伏器件中各層的能帶結構:(a) 原始介觀-TiO和介觀-Sn:TiO電子傳輸層,(b) Ag、Bil,(c) PTAA 和 Li-TFSI 摻雜的 PTAA 空穴傳輸層,以及(d)整個設備的能帶圖。

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圖2. 具有介觀二氧化鈦和介觀金屬摻雜的器件的光伏性能 TiO2 電子傳輸層:(a) 具有各種電子傳輸層的器件的 PCE 分佈。具有 meso-TiO2 和 meso-Sn:TiO2 電子傳輸層的純電子器件的表徵:(b) SCLC 模型擬合的 J-V 曲線,(c) 歐姆區 (1 x V) 的 I-V 曲線,和 (d) Child 區 (J ∞ V²) 的 J-V2 曲線。
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圖3. 環境空氣中未封裝 Ag、Bil 設備的性能追踪:(a) Voc  (b) Jsc,(c) 填充因子,和 (d) PCE。

本文關鍵字: 鈣鈦礦太陽能電池、Ag3BiI6紅鎢礦太陽能電池、無鉛、刮刀層

Article link: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894722042887

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