钜大LARGE | 点击量：481次 | 2022年09月05日
一种多功能分子可以为钙钛矿太阳能电池"查漏补缺"，提高电池性能和寿命
KAUST的研究人员已经证明，一种多功能分子可以填补钙钛矿太阳能材料中的各种原子级缺陷，可以显著提高这种有前景的太阳能技术的寿命和输出电流。
钙钛矿是替代硅的太阳能电池材料。它们通常由带负电荷的碘离子或溴离子和带正电荷的铅离子和有机离子组成。调节离子组合可以产生宽带隙钙钛矿，可以捕获硅不能有效吸收的太阳波长。这表明，这两种材料可以在串联电池中结合，从太阳获取更多的能量。
然而，钙钛矿不可避免地有缺陷，比如在制造过程中某个特定的离子没有进入合适的位置，在结构中留下一个缺口。这些活性位点会导致性能迅速下降——除非它们能被堵塞。“缺陷钝化对于提高钙钛矿太阳能电池的长期稳定性非常重要。”斯特凡·德·沃尔夫小组的研究员FurkanIsikgor说。
钙钛矿中的缺陷位点可以带正电或负电，这取决于缺失了哪个离子，但缺陷钝化的化学添加剂通常只能可以堵塞一种或另一种类型的缺陷。但一种名为盐酸苯甲双胍(PhenHCl)的分子克服了这个问题。
“PhenHCl由于其多功能结构而工作得非常好，该分子由一个带正电的铵头基团和一个带负电的胺和亚胺基团体组成，前者可以堵塞带负电的缺陷，后者可以堵塞带正电的缺口。“”Isikgor解释说。
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%
研究人员表明，PhenHCl提高了宽带隙钙钛矿的功率转换效率(PCEs)，从未处理细胞的16.7%提高到处理细胞的20.5%。此外，PhenHCl钝化将结构钙钛矿/硅串联太阳能电池的PCE从25.4%提高到27.4%。
PhenHCl钝化也显著提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性。Isikgor说:“在连续的光浸泡下，phenhcl钝化装置在大约106小时的运行中，仍保持80%的后燃烧效率。”未经处理的设备仅在5小时内保持80%的后燃烧效率。”
研究人员高兴地说道，我们简单的整体缺陷钝化策略极大地提高了溶液处理钙钛矿的半导体质量。用一个分子钝化钙钛矿中可能存在的不同类型的缺陷对于工业来说非常有吸引力。下一步将是将PhenHCl钝化与规模扩大的钙钛矿生产结合起来。同时，我们正在通过广泛的户外测试进一步提高设备的性能和稳定性。
