ペロブスカイト型太陽電池の低コスト化と高効率化は、低コスト発電のための最も有望な太陽光発電技術の一つであると考えられています。 現在、高効率ペロブスカイト型電池は、高温焼結 tio2 で広く使用されており、フレキシブルデバイスへの応用を制限し、光の作用下で tio2 が触媒分解してペロブスカイトを、電池の安定性に深刻に影響している。 現在、ペロブスカイト型電池の効率は 23% 以上であり、安定性の問題は実用性へのその傾向を制限する最大のネックとなっている。
牙鋒、寧波材料技術工学研究所の研究者は、cas は、上記の問題についての詳細な研究を実施し、新しい進歩を遂げた。 まず、tio2 が高温処理を必要とする問題を解決するために、極性フラーレン (C60 ピロリジントリス酸、税理士) を電子伝達材料として tio2 に置き換えることを提案し、﹥の効率を実現するために、フレキシブルペロブスカイト型電池の 17% を達成しました (Adv. 201 7, 7, 1701144); このベースでは、PbI2 はさらにインターフェイスに 20.2% にデバイスの効率を向上させるインターフェイスを介してペロブスカイトの結晶の成長を最適化するために、(Adv. ファンクションを導入しています。 母校。 2018、28、1706317)。 同時に、正孔透過材料において、イオン選択 (p3ct) に対抗するための高分子電解質透過材料に至るまで、過度の凝集に高分子を効果的に抑制し、このように界面成長上のペロブスカイト薄膜を改良し、逆 p-n ペロブスカイト電池効率﹥ 19% を実現し、フレキシブルデバイス効率も 18% を達成し、 1cm * 1cm 大面積デバイス効率﹥ 15%(ACS の。 Interfaces2017, 9, 31357; 先端科学, 2018, 1800159).
上述の高効率 p-i-n ペロブスカイト電池をベースに、最近ではペロブスカイト型電池の作業安定性のさらなる進歩を遂げています。 実際の発電 (照明および適用された負荷) の太陽電池の連続的な出力は実用性を測定する中心の索引である。 実際の作業では、ペロブスカイト膜内部のイオンが粒界に沿って移動し、これがペロブスカイト電池の効率低下の重要な理由となります。 この問題を受けて、チームはペロブスカイト型電池を準備するためにその場での架橋の戦略を開拓した。 ペロブスカイト膜には架橋液体有機微小分子 (トリメチロールプロパントリアクリレート、tmta、図 1a) が導入され、PbI2 化学 ' アンカー ' は結晶粒界のパッシベーションと tmta によってペロブスカイト粒界に効果的に tmta される。 ﹥を実現するために 20% デバイスの効率; さらに重要なのは、さらに加熱処理した後、TMTA をそのまま架橋 (図 1b) することで、安定した架橋ポリマーネットワークの形成 (図 1c) により、カルシウム酸化チタン膜イオンマイグレーション活性化エネルギーを 0.21 ev から 0.48 ev に、粒界に沿ったイオンの移行を効果的に抑制する。 この戦略に基づいて、ペロブスカイト型電池は、フルスペクトラム標準太陽光で400時間連続最大出力 (負荷 0.84 v) を有しており、初期効率の 80% を維持することができます (図 2)、その作業安定性 (T80) は従来のペロブスカイト電池に比べて590倍に増加しています。 初めて、この作品は、標準日光 (xe ランプ) とフルスペクトラム (ノンフィルター) の下で﹥200時間の長期安定性を実現し、高効率で安定したペロブスカイト電池の調製のための新しいアイデアと方法を提供しています。 一方、ペロブスカイト型電池の空気安定性 (湿度 45% ~ 60%) また、熱安定性 (85 ℃) も大幅に増加し、﹥1000時間経過後も、初期効率 (またはポストバーンイン効率) を 90% 以上維持することができます。 効率的かつ運用的に安定した methylammoniun のためのその場の架橋戦略に関連する作業は、自然の中で出版されたヨウ化物太陽電池をリード -通信 "(ネイチャーコミュニケーションズ、2018、9、3806)。 牙鋒は、紙の唯一のコミュニケーションの著者であり、李 Xiaodong は、最初の著者です。
上記の作品は、CAS qyzdb-jsc047、中国国立自然科学財団 (51773213、61474125) とポスドク基金 (2017m610380) によってサポートされています。
図 1 (a) Tmta 化学構造 (b) Tmta 加熱架橋; (c) Tmta ペロブスカイト膜のその場架橋
図2ペロブスカイト型電池のその場架橋戦略に基づく連続電力出力
