钜大LARGE | 点击量：269次 | 2023年07月13日
澳大利亚科学家利用2D、3D盐的混合物造出更高耐湿性的太阳能电池
澳大利亚昆士兰大学的科学家已经基于2D和3D盐的混合物制造了太阳能电池。他们声称，这种电池比仅基于3D材料的“传统”钙钛矿电池具有更高的耐湿性和耐用性。
该单元应包括基于二维（2D）钙钛矿单元的优势，与“常规”3D结构相比，该单元通常具有更大的疏水性和热稳定性。但是，它还应包括3D钙钛矿电池的优点，它可以提供强光吸收，良好的电荷载流子传输和更高的功率转换效率。
最近在《自然通讯》上发表的“工程设计的含氟化钙的倒钙钛矿太阳能电池，效率>21％，并提高了对湿气的稳定性”中，该电池以倒置构造（p–i–n）构建。与标准n-i-p体系结构相比，科学家将其描述为具有潜在的低温制备工艺，降低的磁滞现象并提高了在紫外线（UV）下的长期稳定性的解决方案。
该设备将氟化铅盐-2-（2,3,4,5,6-五氟苯基）乙基碘化铵（FEAI）掺入处理溶液中，该溶液通常用于形成3D甲基铵碘化铅（MAPbI3）。
澳大利亚团队解释说：“我们证明，相对于纯净的MAPbI3，少量添加剂可以提高功率转换效率以及对湿度和温度的稳定性。我们的研究还表明，当处理溶液中的FEAI浓度高于临界水平时，细胞的性能就会下降。”
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
他们说，通过低温制造工艺，只需将0.3摩尔百分比的氟化铅盐添加到三维甲基铵碘化铅钙钛矿中，即可使电池实现21.1％的功率转换效率，而无需使用防反射涂层。电池还具有1.12V的开路电压，22.4mA/cm2的短路电流和84％的填充系数。他们还声称，没有证据表明形成了2D钙钛矿层，也没有明确定义的大型2D晶体。
该小组表示，我们相信，这种效率与前者溶液中由2D和3D盐的混合物组成的倒钙钛矿太阳能电池所报道的最高效率相比，尽管活性层不太复杂。
他们补充说，与3D钙钛矿混合时可以形成2DRuddlesden-Popper（RP）钙钛矿膜的添加剂不一定必须以一定浓度使用才能形成2D/3D混合钙钛矿膜，以稳定细胞并确保性能。近年来，Ruddlesden-Popper（RP）钙钛矿在光伏领域引起了广泛的关注，因为它们具有很高的稳定性，并且不会牺牲太多的效率。
科学家得出结论，结果表明，如果活性层成分中没有FEAI（纯MAPbI3）或添加剂过多（少至百分之几），那么这些设备的性能就会变差。，添加0.3μmol％的FEAI导致钙钛矿薄膜中没有可观察到的2D相位，并且器件的性能最佳。
