Một nhóm nghiên cứu chung từ Trường Kỹ thuật Năng lượng và Hóa học và Khoa Hóa học tại UNIST đã giải quyết những thách thức quan trọng trong sản xuất pin mặt trời perovskite (PSC), nâng cao đáng kể cả hiệu suất và độ ổn định của chúng, dự kiến sẽ thúc đẩy hơn nữa tiềm năng thương mại hóa của chúng.
Minh họa sơ đồ tổng thể của nghiên cứu. Tín dụng: Khoa học Năng lượng & Môi trường (2024). DOI: 10.1039/D4EE02017K
Dưới sự dẫn dắt của Giáo sư Jin Young Kim, Dong Suk Kim và Geunsik Lee, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc kiểm soát chính xác sự sắp xếp ion và giảm thiểu sự bất thường về cấu trúc bằng cách kết hợp một bộ điều phối hai chiều giữa lớp quang hoạt perovskite và lớp vận chuyển electron.
Công trình này được công bố trên tạp chí Energy & Environmental Science.
Mặc dù có hiệu suất cao và chi phí sản xuất thấp, pin mặt trời perovskite vẫn gặp phải những trở ngại trong quá trình thương mại hóa do nhiều vấn đề liên quan đến khuyết tật. Nhóm nghiên cứu đã đưa các ion trifluoroacetate (TFA-) vào giữa lớp perovskite và chất nền oxit thiếc, đóng vai trò là lớp vận chuyển điện tử (ETL), để giảm thiểu những khuyết tật này.
(a) Ảnh SEM mặt cắt ngang của màng perovskite lắng đọng trên SnO 2 đối chứng và xử lý bằng CsX , được cấu hình là FTO/SnO 2 đối chứng và xử lý bằng CsX /Perovskite/Spiro-OMeTAD. (b) Phổ GIXRD của màng perovskite lắng đọng trên SnO 2 đối chứng và xử lý bằng CsX khi thay đổi góc tới từ 0,2° đến 10°. (c) Phổ PL chuẩn hóa khi thay đổi độ dày của màng perovskite lắng đọng trên SnO 2 đối chứng và xử lý bằng CsX . (d) Đường cong dao động XRD của màng perovskite lắng đọng trên SnO 2 đối chứng và xử lý bằng CsX (trái). Giá trị FWHM của đường cong dao động XRD của màng perovskite với các nồng độ khác nhau, 0,4 M và 1,9 M, lắng đọng trên SnO 2 đối chứng và xử lý bằng CsX (phải).
Nhóm carboxylate (-COO-) của TFA- liên kết chặt chẽ với oxit thiếc, tăng cường độ ổn định của cấu trúc. Đồng thời, nhóm đầu hữu cơ (-CF3) làm giảm hiệu quả các khuyết tật thông qua điều chỉnh phân tử hai chiều tương tác với lớp perovskite.
Phương pháp này cho phép nhóm nghiên cứu kiểm soát cấu trúc không đều của màng mỏng perovskite, cải thiện đáng kể tính di động của hạt mang điện tích.
Các màng perovskite thu được, đặc trưng bởi sự vắng mặt của các giao diện chôn vùi và giảm thiểu biến dạng kéo, đạt được hiệu suất chuyển đổi năng lượng (PCE) đáng chú ý là 25,60%. Hơn nữa, thiết bị không được bao bọc vẫn duy trì được hơn 80% PCE ban đầu ngay cả khi tiếp xúc với ánh sáng trong thời gian dài sau 1.000 giờ.
Kết quả tính toán lý thuyết hàm mật độ. Tín dụng: Khoa học năng lượng và môi trường (2024). DOI: 10.1039/D4EE02017K
Giáo sư Dong Suk Kim nhận xét, "Chiến lược phối hợp song phương mang tính đột phá này hé lộ một con đường đầy hứa hẹn để nâng cao hiệu quả cao và đối mặt với thách thức dai dẳng trong việc giải quyết các mối quan ngại về tính ổn định lâu dài. Thành tựu này sẽ nâng cao hơn nữa tiềm năng thương mại hóa của PSC."
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
