O baixo custo e alta eficiência das células solares perovskita são consideradas uma das mais promissoras tecnologias fotovoltaicas para geração de energia de baixo custo. Agora as baterias de alta eficiência perovskita são amplamente utilizadas em TiO2 de sinterização de alta temperatura, limitando sua aplicação em dispositivos flexíveis, e TiO2 a ação da luz pode ser catalisada decomposição de perovskita, afetando seriamente a estabilidade da bateria.
Actualmente, a eficiência da bateria perovskita é superior a 23%, e o problema de estabilidade tornou-se o maior gargalo restringindo a sua tendência à praticidade. Fang Junfeng, pesquisador do Instituto Ningbo de tecnologia de materiais e engenharia, CAS, realizou uma pesquisa aprofundada sobre as questões acima e fez novos progressos. em primeiro lugar, a fim de resolver o problema que TiO2 precisa de tratamento de alta temperatura, propõe-se a utilização de fulereno polar (C60 pirrolidina Tris-ácido, CPTA) para substituir TiO2 como material de transmissão electrónica, percebendo a eficiência ﹥ 17% da bateria perovskita flexível (adv. energia Mater. 201 7, 7, 1701144); Nesta base, o PbI2 é introduzido na interface para otimizar o crescimento de cristais perovskita através da interface, o que melhora a eficiência do dispositivo para 20,2% (adv. funct. Mater. 2018, 28, 1706317). Ao mesmo tempo, no material da transmissão do furo, completamente ao material da transmissão do eletrólito do polímero para neutralizar a escolha do íon (p3ct-n), efetivamente suprimido o polieletrólito a agregação excessiva, assim melhorou a película fina perovskita sobre o crescimento da interface, realizou o reverso p-i-n perovskita eficiência da bateria ﹥ 19%, a eficiência do dispositivo flexível também atinge 18%, 1cm * 1cm grande eficiência do dispositivo de área ﹥ 15% (dispositivos ACS. Mater. Interfaces2017, 9, 31357;
Ciência avançada, 2018, 1800159). Com base na bateria perovskita de alta eficiência de p-i-n acima mencionada, a equipe recentemente fez novos avanços na estabilidade do trabalho das baterias perovskita. A saída de energia contínua de células solares na geração de energia real (iluminação e carga aplicada) é o índice central para medir a sua viabilidade. No trabalho real, os íons dentro da película do perovskita mover-se-ão ao longo do limite da grão, que é a razão importante para o declínio da eficiência da bateria de perovskita. Em resposta a este problema, a equipe foi pioneira na estratégia de in situ reticulação para preparar baterias perovskita. Uma pequena molécula orgânica líquida ligado (trimethylolpropane triacrilato, tmta, Fig. 1a) é introduzida na película perovskita, e a PbI2 química "âncora" é efetivamente passivated no limite de grãos perovskita pelo tmta e o tmta do limite de grãos. Para realizar o ﹥ 20% eficiência do dispositivo; Mais importante, após o tratamento do aquecimento, o TMTA pode ocorrer in situ reticulação (Figura 1b), a formação de uma rede de polímeros cruzado estável (Fig. 1c), o cálcio óxido de titânio filme de ativação de migração de energia de 0.21 EV para 0.48 EV, assim efetivamente inibir a migração de íons ao longo do limite de grãos. Com base nesta estratégia, a bateria perovskita tem uma saída de potência máxima contínua de 400 horas (carga 0.84 v) na luz solar padrão de espectro total e ainda pode manter 80% da eficiência inicial (Figura 2), e sua estabilidade de trabalho (T80) foi aumentada 590 vezes vezes em comparação com a bateria tradicional perovskita. Pela primeira vez, este trabalho realiza a estabilidade a longo prazo de ﹥ 200 horas a luz solar padrão (lâmpada xe) e espectro total (não-filtro), que fornece uma idéia nova e método para a preparação da bateria perovskita eficiente e estável elevada. Enquanto isso, a estabilidade do ar da bateria perovskita (umidade 45%-60%) e a estabilidade térmica (85 ℃) também é significativamente aumentado, depois de ﹥ 1000 horas de envelhecimento ainda pode manter a eficiência inicial (ou pós Burn-in eficiência) mais de 90%. Trabalho relacionado com a estratégia de cross-link in situ para eficiente e operacionalmente estável methylammoniun leva iodeto células solares foi publicada na natureza -comunicações "(Nature Communications, 2018, 9, 3806).
Fang Junfeng é o único autor de comunicação do papel, e li Xiaodong é o primeiro autor.
O trabalho acima foi suportado pelo CAS qyzdb-SSW-jsc047, pela Fundação Nacional de ciência natural da China (51773213, 61474125) e pelo fundo de doutorado (2017m610380). Fig. 1 (a) estrutura química Tmta; b ligação cruzada de aquecimento Tmta;
(c) Tmta in situ Cruz-vinculação de filmes perovskita
