Амерыканска-канадская група навукоўцаў выкарыстала малекулы асновы Льюіса для паляпшэння пасівацыі паверхні перовскитной сонечнай батарэі.Каманда вырабіла прыладу з высокім напружаннем халасты ланцуга і выдатным узроўнем стабільнасці.
Амерыканска-канадская даследчая група вырабіла перавернуты пераўскітсонечная батарэяз дапамогай малекул базы Льюіса для пасівацыі паверхні.Асновы Льюіса звычайна выкарыстоўваюцца ў перовскитных сонечных даследаваннях для пасівацыі паверхневых дэфектаў у слоі перовскита.Гэта станоўча ўплывае на выраўноўванне энергетычных узроўняў, кінэтыку міжфазнай рэкамбінацыі, паводзіны гістарэзісу і стабільнасць працы.
«Чакаецца, што асноўнасць Льюіса, якая зваротна прапарцыйная электраадмоўнасці, будзе вызначаць энергію сувязі і стабілізацыю межаў падзелу і межаў збожжа», - сказалі навукоўцы, адзначыўшы, што малекулы апынуліся вельмі эфектыўнымі ў стварэнні моцнай сувязі паміж клеткавымі пластамі пры ўзровень інтэрфейсу.«Малекула базы Льюіса з двума атамамі-донарамі электронаў патэнцыйна можа звязваць і перамыкаць межы інтэрфейсу і межы зямлі, прапаноўваючы патэнцыял для павышэння адгезіі і ўзмацнення механічнай трываласці перовскитовых сонечных батарэй».
Навукоўцы выкарысталі малекулу дыфасфінавай асновы Льюіса, вядомую як 1,3-біс(дыфенілфасфіна) прапан (DPPP), каб пасіваваць адзін з найбольш перспектыўных галагенідаў перовскитов - формамидиний ёдыд свінцу, вядомы як FAPbI3 - для выкарыстання ў пласце паглынальніка клеткі.
Яны нанеслі пласт перовскита на транспартны пласт дзіркі (HTL), легаваны DPPP, зроблены з аксіду нікеля (II) (NiOx).Яны заўважылі, што некаторыя малекулы DPPP зноў раствараюцца і аддзяляюцца як на мяжы перовскита/NiOx, так і на паверхневых абласцях перовскита, і што крышталічнасць перовскитовой плёнкі палепшылася.Яны сказалі, што гэты крок узмацніўмеханічныятрываласць мяжы пераўскіт/NiOx.
Даследчыкі пабудавалі клетку з падкладкай са шкла і аксіду волава (FTO), HTL на аснове NiOx, пластомметилзамещенный карбазол(Me-4PACz) у якасці пласта для пераносу дзірак, пласт пераўскіта, тонкі пласт ёдыду фенэтыламонію (PEAI), слой для транспарту электронаў з бакмінстэрфулерэну (C60), буферны пласт аксіду волава(IV) (SnO2) і металічны кантакт са срэбра (Ag).
Каманда параўнала прадукцыйнасць сонечнай батарэі, легаванай DPPP, з эталоннай прыладай, якая не прайшла апрацоўку.Легіраваная ячэйка дасягнула эфектыўнасці пераўтварэння магутнасці 24,5%, напружання холадна ланцуга 1,16 В і каэфіцыента запаўнення 82%.Нелегіраванае прылада дасягнула ККД 22,6%, напружання халастых ланцугоў 1,11 В і каэфіцыента запаўнення 79%.
«Паляпшэнне каэфіцыента запаўнення і напружання халасты ланцуга пацвердзіла памяншэнне шчыльнасці дэфектаў на пярэдняй мяжы NiOx /перовскита пасля апрацоўкі DPPP», - заявілі навукоўцы.
Даследчыкі таксама пабудавалі легіраваную ячэйку з актыўнай плошчай 1,05 см2, якая забяспечвала пераўтварэнне магутнасціККД да 23,9%і не паказалі дэградацыі праз 1500 гадзін.
«З DPPP пры навакольных умовах, гэта значыць без дадатковага нагрэву, агульная эфектыўнасць пераўтварэння энергіі ячэйкі заставалася высокай на працягу прыкладна 3500 гадзін», — сказаў даследчык Чунвен Лі.«Перовскитовые сонечныя батарэі, якія раней былі апублікаваныя ў літаратуры, маюць тэндэнцыю бачыць значнае падзенне сваёй эфектыўнасці пасля 1500 да 2000 гадзін, так што гэта вялікае паляпшэнне».
Група, якая нядаўна падала заяўку на патэнт на методыку DPPP, прадставіла клетачную тэхналогію ў «Рацыянальным дызайне малекул асноў Льюіса длястабільныя і эфектыўныя перавернутыя пераўскітныя сонечныя элементы», які нядаўна быў апублікаваны ў Science.У каманду ўваходзяць навукоўцы з Універсітэта Таронта ў Канадзе, а таксама навукоўцы з Універсітэта Таледа, Універсітэта Вашынгтона і Паўночна-Заходняга ўніверсітэта ў ЗША.
Час публікацыі: 27 лютага 2023 г