钜大LARGE | 点击量：770次 | 2021年12月20日
通过二氧化碳掺杂技术制备的钙钛矿太阳能电池 效率可达到19.1%
纽约大学（NYU）的研究人员利用二氧化碳（CO2）掺杂技术制备了钙钛矿太阳能电池，而不是更常用的氧掺杂。
科学家们将基于氧的普通p型掺杂工艺描述为使钙钛矿更接近商业化生产的关键障碍之一，因为该技术特别耗时，通常需要至少几个小时才能将氧气扩散到钙钛矿电池的空穴传输层中。
但是工艺可提高电池层间的导电性，包括将基于螺甲醚的空穴传输层（HTL）与锂-双（三氟甲烷）磺酰亚胺（LiTFSI）薄膜混合暴露于空气和光中。螺环是钙钛矿型太阳能电池中最常用的空穴传输材料，而LiTFSI是一种亲水性锂盐，被广泛用作p-螺氧甲胺的掺杂剂。
研究人员指出，这种技术的实施，除了依赖于环境条件外，还可能导致剩余的未反应的反应物或有害的副产品在该层本身。
二氧化碳起泡
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%
通过他们的新方法，研究小组通过在紫外光下将螺甲醚：LiTFSI溶液与CO2鼓泡一分钟来预掺杂螺甲醚分子。将CO2鼓泡的螺氧甲醚：LiTFSI薄膜作为HTL加入到电池中，并将电池性能与使用O2处理的螺氧甲醚：LiTFSI薄膜的类似太阳能电池进行了比较。
后者的效率为17.3%，开路电压为1.14v，短路电流密度为20.9mac2，填充因子为0.74。前者的效率为19.1%，开路电压为1.14v，短路电流密度为21.2mac2，填充因子为0.79。
根据科学家们的研究，二氧化碳气泡的螺旋体：LiTFSI的电导率也比氧气气泡的螺旋体：LiTFSI高出5倍左右。”经过二氧化碳处理的薄膜还产生了稳定、高效的钙钛矿型太阳能电池，而无需任何后处理。”他们进一步指出，经过氧气处理的电池需要经过后处理暴露在空气中，才能看到其效率略有提高。
“除了缩短器件制造和加工时间外，在钙钛矿型太阳能电池中应用预掺杂的螺氧甲胺还使电池更加稳定。这在一定程度上是因为spiro-OMeTAD:LiTFSI溶液中的大多数有害锂离子在二氧化碳鼓泡过程中稳定为碳酸锂。”纽约大学的研究人员JaeminKong解释道。
最近发表在《自然》杂志上的论文《钙钛矿型太阳能电池有机夹层的二氧化碳掺杂》中描述了这项新技术，该技术还声称能够隔离用于其实现的二氧化碳。研究小组包括来自三星、耶鲁大学、韩国化学研究所、城市大学研究生中心、旺旺大学和光州科学技术研究所的研究人员。
