借助新型分子层 太阳能电池效率显著提高

来自 实验室仪器网

使用吩噻嗪的定制设计分子层通过修复界面不匹配来提高锡钙钛矿太阳能电池的效率。

锡钙钛矿太阳能电池显示出丰富的潜力。但他们的低效率阻碍了他们。最近发表在《先进能源材料》上，研究人员通过为这些细胞设计更好的分子基础，在解决这个问题方面取得了进展。

由柏林亥姆霍兹中心科学家领导的一个国际团队找到了一种减少锡钙钛矿太阳能电池关键内层能量损失的方法。他们的解决方案是由吩噻嗪构建的自组装单层，吩噻嗪是一种含硫分子，与锡钙钛矿晶体结构更加紧密地排列。

这种改进的排列意味着更少的电子在层之间的界面上丢失，从而提高了它们的有效性。其结果是无铅太阳能电池的效率为8.2%，优于使用传统接触层的早期锡器件。

我们已经证明，通过有针对性和合理的分子设计，锡钙钛矿光伏可以显着提高其性能。

锡钙钛矿太阳能电池中最低的接触层通常是PEDOT：PSS。创建此层既费时又昂贵。然而，在铅钙钛矿中，PEDOT：PSS层可以用一种更优雅的解决方案来取代：自组织单层（SAM），这带来了新的效率。

与PEDOT：PSS相比，先前在锡钙钛矿中使用基于MeO-2PACz化合物的SAMs的研究显示出较差的结果。

科学家们研究了原因。他们利用密度泛函理论表明，当与锡钙钛矿配对时，常见的SAM分子MeO-2PACz会产生错位界面，从而破坏性能。所以他们创造了他们的新材料。

Th-2EPT是一种基于吩噻嗪的分子，具有噻吩头基，当用作SAM时，可以生长具有优异光电质量的锡钙钛矿薄膜。这些晶粒比在PEDOT上生长的晶粒小，但它们连接得更好，并且不易出现复合损失，即电子在做有用的功之前就落回原位。从而证明，更高的性能源于在新型SAM上生长的钙钛矿优异的光电质量。

这一发展可以极大地改善当前的锡钙钛矿太阳能电池。通过这样做，它们可以为当今的硅-钙钛矿组合提供毒性较小的答案。

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