Liệu pháp đích cho giao diện kết nối bên trong giúp cải thiện hiệu quả của pin mặt trời perovskite
Ảnh: Miền công cộng CC0
Pin mặt trời perovskite (PSC) đang có triển vọng trên thị trường quang điện nhờ những ưu điểm về hiệu suất cao, chi phí thấp và dễ dàng chế tạo các thiết bị linh hoạt quy mô lớn.
Thiếc điôxit (SnO2 ) là vật liệu vận chuyển điện tử thường được sử dụng cho các PSC loại n-i-p do tính truyền ánh sáng và độ linh động của điện tử cao, mức năng lượng phù hợp, độ ổn định tốt dưới bức xạ UV và có thể được xử lý ở nhiệt độ thấp. Giao diện ẩn của perovskite/SnO2 đóng một vai trò quan trọng trong việc đạt được hiệu suất cao và ổn định. Tuy nhiên, giao diện bị chôn vùi không tiếp xúc là một thách thức để nghiên cứu và thao tác.
Các nhà nghiên cứu do Tiến sĩ JI Xiaofei từ Viện Nghiên cứu Cao cấp Thượng Hải (SARI) thuộc Viện Khoa học Trung Quốc dẫn đầu, cùng với các cộng tác viên từ Đại học Khoa học và Công nghệ Phương Nam và Đại học Thành phố Hồng Kông, đã báo cáo một chiến lược đơn giản và hiệu quả để điều chỉnh chính xác giao diện kết nối trong thông qua việc kết hợp formamidine oxalate (FOA) trong lớp vận chuyển điện tử dựa trên SnO2 dạng keo. Kết quả đã được công bố trên Advanced Materials vào ngày 17 tháng 7.
Họ phát hiện ra rằng cả ion formamidinium (FA+) và oxalate đều có sự phân bố dốc dọc trong lớp SnO2 và chủ yếu được tích lũy tại giao diện chôn vùi SnO2 /perovskite. SnO2 được sửa đổi thể hiện mức Fermi cao hơn, tạo ra sự liên kết mức năng lượng tốt hơn giữa perovskite và SnO2 -FOA, đồng thời giúp tránh tích tụ hạt tải điện tại giao diện và cải thiện điện áp mạch hở.
Hơn nữa, FOA có thể điều chỉnh sự phát triển tinh thể của các màng perovskite phía trên, cho phép các màng perovskite chất lượng cao với ranh giới hạt được giảm thiểu và các tiếp xúc giao diện vượt trội.
Các cation FA+ và anion oxalate có thể đồng thời ngăn chặn các chỗ trống oxy và các khuyết tật xen kẽ thiếc trên bề mặt SnO2 và các khuyết tật liên quan đến FA+/Pb2+ tại giao diện chôn lấp perovskite, góp phần đạt được sự thụ động hóa khuyết tật mục tiêu. Cuối cùng, giao diện bị chôn vùi do FOA sửa đổi đã tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng kỷ lục lên 25,05% với độ ổn định nâng cao của các thiết bị tương ứng trong điều kiện ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm.
