في الآونة الأخيرة، جعلت معهد خفى العلوم الفيزيائية، الأكاديمية الصينية للعلوم في معهد مجموعة الأبحاث فيزياء الحالة الصلبة بالتعاون مع فرقة العمل داي جيان مينغ لي (شينخوا) تقدم جديد في مجال perovskite من الخلايا الشمسية، وضعنا الكالسيوم جديدة وفعالة دون طبقة نقل الإلكترون العضوية من الطاقة الشمسية التيتانيوم البطارية ، البحوث ذات الصلة المنشورة في مجلة مجلة Advanced Materials Solar RRL (DOI: 10.1002 / solr.201800167).
باعتبارها جزءا لا يتجزأ من الطاقة الجديدة، والضوئية التقدم الطاقة مثيرة للقلق، نظرا لهيكل perovskite من الخلايا الشمسية ذات خصائص امتصاص ضوء ممتازة مع فجوة قابل للتعديل، شركات الطيران دون حياة طويلة، وحركية عالية، يتمتع الاختراع بمزايا عملية التحضير البسيط ، والتكلفة المنخفضة وما شابه ، وله آفاق واسعة للتطبيق ، وأصبح نقطة بحث ساخنة في مجال الخلايا الكهروضوئية.
وتنقسم الخلية الشمسية إلى perovskite الرسمي (القرصة) واثنين العابرة الهيكلية (دبوس)، وغير المشبعة (دبوس) طائرة من هيكل perovskite من الخلايا الشمسية (طبقة النقل الأنود / حفرة / طبقة perovskite / نقل الإلكترون / الكاثود معدنية) مع عملية إعداد بسيطة، ومزايا انخفاض تشكيل الفيلم درجة الحرارة، وليس له تأثير كبير التباطؤ يتعرض المزيد والمزيد من الاهتمام، ولكن لا يزال يواجه العديد من المشاكل: أولا، كفاءة التحويل الكهروضوئية هي أيضا أقل بقليل، والثاني هو perovskite (. مثل: ميثيل الرصاص يوديد (MAPbI 3)) والخلايا الشمسية الأساسية الإلكترون مكون طبقة النقل العضوية (على سبيل المثال: الفرق C60، الفوليرين PCBM ومشتقاتها) الاستقرار الحراري، ويمكن أن لا يكون القطب الحاجز الحديدي MAPbI 3نشر؛ طبقة النقل الإلكترون العضوية مكلفة الثالثة وما شابه ذلك.
من أجل حل هذه المشاكل ، استخدم الباحثون الصلبون التيتانيوم (Ti) بدلاً من طبقة نقل الإلكترون العضوي لتصميم خلية شمسيه perovskite (ITO (زجاج شفاف موصل anod) / PTAA (طبقة نقل الثقب العضوي) كما هو موضح في الشكل 1. ) / MAPBI 3وقد أظهرت الدراسات أن طبقة Ti (10nm) المحضرة بواسطة اللزوجة العالية لـ Ti يمكن أن تغطي سطح البيروفسكايت بشكل كامل ، وهو أمر مفيد لتقليل مقاومة التلامس الكهربائي ويمكن أن تكون فعالة. يمنع انتشار معدن الكاثود في جهاز البيروفسكايت ، مما يساعد على حماية السلامة الهيكلية والاستقرار للجهاز ؛ من ناحية أخرى ، في Ti و MAPbI 3في الواجهة ، يشكل Ti رابطة Ti-N مع أيون ميثيل أمين (MA +) ، والذي يمنع MAPBI 3MA + انفجرت بسبب تبخر الطبقة السطحية تسبب، زيادة تحسين استقرار الجهاز (FIG 2). وأظهرت النتائج أن استخدام بطارية تي perovskite إعداد كطبقة نقل الإلكترون من كفاءة التحويل الكهروضوئية من 18.1٪ تم التوصل (FIG 3)، هذه المواد المعدنية على اتصال مباشر مع طبقة perovskite لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة للجهاز، مشابه لPCBM التقليدية مثل كفاءة التحويل الكهروضوئية من الخلايا الشمسية من طبقة النقل الإلكترون العضوية perovskite. ظروف التحضير وبالمقارنة مع طبقة النقل الإلكترون العضوية إعداد وتكلفة طبقة Ti هو أبسط وأرخص.
يقدم هذا العمل البحثي فكرة جديدة لبناء خلايا شمسيّة فعالة من perovskite وله أهمية إرشادية مهمة.
تم تمويل العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين.
الشكل 1. Trans ITO / PTAA / MAPbI
3رسم تخطيطي لجهاز perovskite من هيكل / تي / الكاثود
الشكل 2. MAPBI
3رسم تخطيطي لواجهة Ti-N الرابطة في / Ti
الرقم 3. مخطط الجهد الحالي لجهاز perovskite مختلفة مع معدن الكاثود
