HZB работи върху стабилни перовскитни слънчеви клетки без олово; pv списание Германия

Международен изследователски екип, оглавяван от учен от Helmholtz Center Berlin for Materials and Energy, използва калай вместо токсично олово за перовскитните слоеве. Органичните съединения предпазват калая от окисляване и осигуряват стабилност.

слънчеви

Фигурата показва промените в структурата на FASnI3: PEACl филми по време на обработката при различни температури.

Графика: Meng Li/HZB

разделям

Безоловна слънчева клетка, базирана на перовскит, която предлага стабилна производителност за дълъг период от време - това е целта на международното сътрудничество под ръководството на Антонио Абате от Центъра за материали и енергия Helmholtz Berlin (HZB) и Zhao-Kui Wang от Института за функционални нано - и меки материали (FUNSOM) от университета Soochow в Китай. Тъй като в момента високоефективните перовскитни слънчеви клетки все още съдържат токсичния тежък метал - без олово се постигат само ниски нива на ефективност, които също бързо намаляват. Като първи резултат от изследователското сътрудничество, HZB сега обявява, че стабилни перовскитни слоеве могат да се произвеждат и с калай вместо олово. Органичните съединения предпазват калая от окисляване и осигуряват стабилност.

Според HZB калайът вече е най-добрата алтернатива за олово в халогенидните перовскити. На теория халогенидните перовскити с калай вместо олово трябва да имат отлични оптични свойства, но на практика тяхната ефективност е посредствена и бързо намалява поради реакциите на катионовите катиони с околния кислород. Сега изследователският екип е вмъкнал органични групи в материала, като по този начин е създал двуизмерна структура, която води до така наречените 2D фази на Ruddlesden Popper. "Използваме фенилетиламониев хлорид (PEACl) като добавка към перовскитните слоеве", обяснява първият автор Мън Ли. Ли е постдок в групата на Abate и е организирал тясно сътрудничество с китайските партньори. Ли продължава: „След това извършваме термична обработка, докато молекулите PEACl мигрират в перовскитния слой. Това води до вертикално подредени купчини двуизмерни кристали перовскит. "

В съоръжението за синхротронно излъчване в Шанхай (SSRF) морфологията и кристалните свойства на перовскитните филми бяха анализирани след различни обработки за отгряване. Lau HZB, най-добрият от тези безоловни перовскитни слънчеви клетки постигна ефективност от 9,1% и високи стойности на стабилност както на дневна светлина, така и на тъмно. Тъй като молекулите PEACl се натрупват между кристалните перовскитни слоеве чрез термичната обработка и образуват бариера, която предотвратява окисляването на катионовите катиони. Следователно Антонио Абате от HZB е убеден, че работата на изследователския екип ще проправи пътя за по-ефективни и стабилни безоловни перовскитни слънчеви клетки.