鈣鈦礦量子點FAPbI/CsPbI3/QD太陽能電池薄膜(齊岳定制試劑廠家)
鈣鈦礦量子點太陽能電池的壽命提高策略
基于鈣鈦礦QD的太陽能電池是相對較新的技術(shù),報告的CsPbI 3 QD器件的PCE達(dá)到13.43%,報道了使用混合Cs 0.5 FA 0.5 PbI 3 QD制造的PeQDSC的當(dāng)前認(rèn)證效率記錄,其PCE達(dá)到16.6%,轉(zhuǎn)化為在短短三年內(nèi)效率相對提高了123%。還研究了其他鈣鈦礦成分。例如,已有報道調(diào)查CsPbBr 3或CsPbBrI 2PeQDSC,但是由于帶隙較大,其性能相對較低。混合有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦的組合物如FAPbI 3個量子點也已被用作在設(shè)備光敏吸收劑,無論是對自己或與CsPbI組合3的QD。
文獻(xiàn)中報道的絕大多數(shù)PeQDSC具有幾個共同的特征。較常用的活性材料是CsPbI 3 QD,因為其帶隙非常適合吸收太陽波長,從而產(chǎn)生更高的光電流。另一個相似之處是設(shè)備架構(gòu)。大多數(shù)設(shè)備使用透明的TiO 2或SnO 2 ETL,并帶有2,2',7,7'-四烷基[ N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基] -9,9'-螺雙芴(Spiro-OMeTAD)薄膜或其他用作HTL的有機(jī)分子。這些設(shè)備使用的優(yōu)先觸點是Ag或Au電極,有時具有薄的MoO 3層。只要實驗室中的相對濕度不超過20%,這些設(shè)備就可以在空氣中組裝。
PeQDSC通常在不封裝在空氣或氮氣中的情況下進(jìn)行測試。例如,CsPbI 3 QDSC在充氮手套箱中存放一個月后,保持了其初始PCE的98%,但是當(dāng)同一設(shè)備暴露于60%相對濕度時,它們的PCE損失了初始值的90%。由于QD分解。CsPb(I / Br)3器件顯示出更高的穩(wěn)定性,在干燥的手套箱中存儲900小時后,仍保持其初始性能的90%。[還研究了熱穩(wěn)定性,在100°C下僅3小時就導(dǎo)致性能的重大損失,這與CsPbI 3 QD向其正交晶相的轉(zhuǎn)變有關(guān)。
寬帶隙的PeQD,例如CsPbCl 3,已顯示出在MAPbI 3太陽能電池中能量下移的希望。PeQD層吸收了紫外線,因此減慢了下面鈣鈦礦層的降解過程。使用這種方法制得的太陽能電池在氮氣氛下可穩(wěn)定照明100小時。
已經(jīng)顯示出幾種方法來增強(qiáng)PeQDSC的設(shè)備穩(wěn)定性。例如,使用混合CsPbI的3和FAPbI 3量子點被顯示導(dǎo)致比它們的全無機(jī)對應(yīng)物更穩(wěn)定裝置,因為FAPbI 3的QD是更穩(wěn)定的,如示出圖。這種穩(wěn)定性的提高在氮氣氣氛中已經(jīng)很明顯,但是當(dāng)設(shè)備暴露于潮濕的空氣條件下時,穩(wěn)定性會變得更加明顯。也有報道稱,通過晶格收縮效應(yīng),將這兩種鈣鈦礦型量子點混合可防止CsPbI 3 QDs從立方α相轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>δ相。
具有完全無機(jī)的CsPbI 3和混合的有機(jī)/無機(jī)FAPbI 3 PeQD的PeQDSC的壽命在a)氮氣無光照和b)潮濕的空氣和室溫下。由FAPbI 3鈣鈦礦制成的PeQDSC比無機(jī)對應(yīng)物更穩(wěn)定,并且兩個點的混合物遵循更穩(wěn)定的設(shè)備的穩(wěn)定性模式。
一種替代方法是基于使用摻雜劑或添加劑。例如,CsPbI 3 QD薄膜的Cs鹽摻雜(例如,用乙酸Cs摻雜)顯示出可以通過填充QDs表面的Cs空位來增強(qiáng)太陽能電池在空氣中的穩(wěn)定性。其他摻雜策略(例如摻入GeI 2或PbI 2)也導(dǎo)致CsPbI 3 QDSC的保存期限延長。這些設(shè)備在干燥環(huán)境中80天后仍保持其初始性能。摻雜也已被提出作為鈣鈦礦QDSC的**缺陷鈍化策略,從而提高了在潮濕空氣中工作的太陽能電池的穩(wěn)定性。
PeQDSC的制造方法可能會直接影響其操作穩(wěn)定性。已經(jīng)提到制造期間的濕度不應(yīng)超過20%。另一個方面是PeQD層的沉積順序:如果一步進(jìn)行涂覆,則與逐層沉積相比,可以提高穩(wěn)定性,因為在沉積每一層之后進(jìn)行的清洗步驟可能會引入缺陷。 PeQD膜,并作為降解的其他途徑。還顯示出使用μ-石墨烯交聯(lián)CsPbI 3 QD薄膜即使在炎熱和潮濕的環(huán)境中也可以提高其穩(wěn)定性,這在很大程度上是由于防止了QD的團(tuán)聚。
QDSC中有機(jī)HTL層的選擇也會強(qiáng)烈影響器件的整體穩(wěn)定性。大多數(shù)高性能PeQDSC都將Spiro-OMeTAD用作HTL,這是鈣鈦礦光伏電池性能下降的眾所周知的原因??梢蕴娲?/span>Spiro-OMeTAD的一個例子是聚[[4,8-雙[(2-乙基己基)氧基]苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基]。 [3-氟-2-[[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩基]](PTB7),已證明可改善裝置的穩(wěn)定性,[ 164 ]然而,其他替代方案需要進(jìn)行研究以進(jìn)一步提高穩(wěn)定性。
產(chǎn)品定制列表:
二苯并環(huán)辛醇-聚(乙二醇)-脫鎂葉綠酸A偶聯(lián)物
聚乳酸(PLA)/三碘化甲基鉛胺(MAPbI3)鈣鈦礦復(fù)合薄膜
PEDOT:PSS/鈣鈦礦/PCBM平面異質(zhì)結(jié)雜化太陽電池
上述產(chǎn)品齊岳生物均可供應(yīng),僅用于科研,不可用于人體!
小編:wyf