Недавно Ли Синьхуа, исследовательская группа Института физики твердого тела, Института материаловедения им. Хэфэй, Китайской академии наук и исследовательской группы Дай Цзяньминь, добились нового прогресса в области перовскитных солнечных элементов и разработали новый тип высокоэффективной перовскитной солнечной энергии без органического электронного транспортного слоя. Батарея, связанная с ней работа, опубликованная в журнале «Advanced Materials» Solar RRL (DOI: 10.1002 / solr.201800167).
В качестве незаменимой части новых источников энергии интерес к исследованиям в области фотогальванической энергии привлек много внимания. Среди них перовскитные солнечные элементы обладают превосходными светопоглощающими характеристиками, регулируемой зонной зазором, длительным сроком службы носителей и высокой мобильностью. Изобретение имеет преимущества простого процесса подготовки, низкой стоимости и т. П., И имеет широкие перспективы применения и стало предметом исследования в области фотогальваники.
Перовскитовые солнечные элементы делятся на два типа: формальные (зажимные) и транс (штыревые), а также транс (штыревые) плоские структуры перовскитных солнечных элементов (транспортный слой анод / дыра / перовскит / электронный транспортный слой / Катодный металл) привлекает все большее внимание из-за его простого процесса подготовки, образования низкотемпературной пленки и отсутствия явного эффекта гистерезиса. Однако у него все еще много проблем: во-первых, эффективность фотоэлектрического преобразования все еще недостаточна, во-вторых, используется как перовскит ( Такие, как: метиламин свинца йод (MAPbI 3)). Основной компонент солнечного элемента - органический электронный транспортный слой (такой как С60, фуллерен, такой как ПХБ и его производные) имеет слабую термическую стабильность и не может блокировать металлический электрод в MAPbI. 3Диффузия в середине, третья - дорогостоящая стоимость органического электронного транспортного слоя.
Чтобы решить эти проблемы, твердые исследователи использовали вместо титана (Ti) вместо органического электронного транспортного слоя для создания перовскитного солнечного элемента (ITO (прозрачное проводное стекло анода) / PTAA (органический дырочный транспортный слой), как показано на рисунке 1. ) / MAPbI 3/ Ti / Cathode (катодный металл). Исследования показали, что слой Ti (10 нм), полученный высокой вязкостью Ti, может полностью покрыть поверхность перовскита, что выгодно уменьшить контактное сопротивление электрода и может быть эффективным. Ингибирует диффузию катодного металла в перовскитном устройстве, тем самым помогая защитить целостность конструкции и стабильность устройства, с другой стороны, в Ti и MAPbI 3На границе раздела Ti образует связь Ti-N с ионами метиламина (MA +), которая ингибирует MAPbI 3Разложение, вызванное улетучиванием поверхностного слоя MA +, еще больше улучшает стабильность устройства (рис.2). Результаты показывают, что эффективность фотоэлектрического преобразования перовскитной ячейки, полученной с использованием Ti в качестве транспортного транспортного слоя, достигла 18,1% (рис.3). Это максимальная эффективность, достигаемая прямым контактом между металлическим материалом и перовскитным слоем, а также эффективность фотоэлектрического преобразования перовскитного солнечного элемента, сравнимого с обычной ПХБМ в качестве органического электронного транспортного слоя. Кроме того, по сравнению с условиями подготовки органического электронного транспортного слоя Подготовка и стоимость слоя Ti проще и дешевле.
Эта исследовательская работа дает новую идею для создания эффективных перовскитных солнечных элементов и имеет очень важное руководящее значение.
Работа финансировалась Национальным фондом естественных наук Китая и Национальным научным фондом Китая.
Рисунок 1. Транс ITO / PTAA / MAPbI
3Принципиальная схема перовскитного устройства структуры / Ti / Cathode
Рисунок 2. MAPbI
3Принципиальная схема взаимодействия Ti-N интерфейса в / Ti
Рисунок 3. Диаграмма тока на другом перовскитовом устройстве с катодным металлом
