【48812】西工大《AEM》:功率17%!全丝网印刷钙钛矿太阳能电池最高纪录

来源:丝网除沫器    发布时间:2024-06-24 21:50:59
  • 近年来,钙钛矿太阳能电池(PSCs)取得了可喜的成果,小面积器材的最高功率转化功率(PCE)达到

  近年来,钙钛矿太阳能电池(PSCs)取得了可喜的成果,小面积器材的最高功率转化功率(PCE)达到了 26.1%。虽然实验室规划器材的 PCE 取得了令人鼓舞的发展,但大规划制作高效 PSCs 现在仍面对应战。考虑到 PSCs 的可继续发展,开发具有本钱效益的大面积 PSCs 出产技术对促进其未来的商业化具有极端重大意义,因而全球研讨人员在这一热点话题上做出了渐渐的变多的尽力。运用丝网印刷技术被认为是简化、经济、牢靠和可扩展的全印刷钙钛矿体太阳能电池(PSCs)工业化出产的抱负挑选。但是,直到最近才完成了荧光粉薄膜的丝网印刷。该研讨小组运用离子液体醋酸甲胺(MAAc)作为纯溶剂完成了这项作业。但是,在介孔中的钙钛矿结晶进程中,空间约束效应阻止了底部 MAAc 分子的逸出,导致丝网印刷薄膜的结晶质量欠安。

  来自西北工业大学的学者引进了配位性更强的离子液体丙酸甲胺(MAPa)作为辅佐溶剂,经过在密闭的介孔结构中构成溶剂蒸发通道来促进 MAAc 分子的逸出,从而使 MAAc 彻底蒸发,并使介孔结构内的钙钛矿具有较高的填充度。此外,MAPa 还能促进钙钛矿晶体的笔直成长,并与钙钛矿外表未结合的Pb2+ 相互合作,以此来完成丝网印刷薄膜的高效电荷传输和界面带摆放。最终,全丝网印刷 PSCs 的冠军功率转化功率(PCE)达到了≈17%,创下了全丝网印刷 PSCs 的最高纪录。此外,未封装器材显示出强壮的运转稳定性,在上限功率点继续照明 250 小时后,仍能坚持大于 85.3% 的初始 PCE(25%RH 和 25℃)。相关作业以题为“Fully Screen-Printed Perovskite Solar Cells with 17% Efficiency via Tailoring Confined Perovskite Crystallization within Mesoporous Layer”的研讨性文章宣布在Advanced Energy Materials。

  总归,本研讨展现了一种经过引进 MAPa 操控离子液体 MAAc 的配位才能和蒸发速度来调理 m─TiO2/m─ZrO2 介孔层中丝网印刷钙钛矿结晶的共溶剂战略。研讨依据成果得出,MAPa 能减缓晶体成长速度,进步介孔中钙钛矿纳米晶体的填充度,改动薄膜的晶体形状。此外,钙钛矿外表不蒸发的 MAPa 与未键合的 Pb2+ 合作,有利于改进钙钛矿/碳界面的能级摆放和电荷排放。因而,经过引进 25% 的 MAPa 作为辅佐溶剂,完成了彻底丝网印刷的 PSC 器材,其冠军 PCE ≈17%。此外,在 25 ℃ 和 25%RH 的环境条件下,未封装器材在 MPP 下作业 250 小时后,仍能坚持 85.3% 的初始 PCE。本研讨为调理介孔层中丝网印刷钙钛矿的结晶进程供给了一个赋有洞察力的思路,为完成高效的全丝网印刷 PSC 及其大规划出产迈出了要害的一步。(文:SSC)

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