胍内尼有助于稳定Perovskite太阳能电池

时间：2022-01-18 15:25:08 来源：

Perovskite太阳能电池原型。

将胍鎓掺入Perovskite太阳能电池，在全阳光测试条件下稳定在1000小时的19％的效率。通过EPFL进行的该研究在自然能源中公布。

随着硅太阳能电池的电力转换效率约为25％，佩罗夫斯基特现在理想地放置在市场下一代光伏中。特别地，有机无机铅卤化物钙酸盐提供了制造多功能性，可以潜在地转化为更高的效率：在具有简单和低成本过程的不同太阳能电池架构上已经显示出高于20％的光伏性能。

Perovskite领域的主要挑战并不是如此效率，而是稳定。与硅细胞不同，钙钛矿是软结晶材料，并且由于分解而容易出现问题。在商业背景中，这将Perovskites放在比常规硅细胞更高的价格标签上。

因此，在合成钙钛矿材料中的许多努力，可以随着时间的推移保持高效率。这是通过将不同的阳离子（带正电离子）引入钙钛矿的晶体结构来完成的。虽然通过将铯或铷如铯或铷混合到钙钛矿组合物中，但这些溶液倾向于难以且昂贵的成功。

同时，到目前为止，没有有机 - 更容易合成 - 可以提高效率和稳定性的阳离子。现在，在科尔多瓦大学的EPFL Valais Wallis的Mohammad Khaja Nazeeruddin的实验室发现，通过将大型有机阳离子胍（CH6N3 +）引入甲基铵碘化物钙钛矿，它们可以通过将大型有机阳离子（CH6N3 +）引入最多本集团今天有前途的替代品。

与最新的MAPBI3相比，新型MA（1-X）uaxpbi3perovskite材料的稳定性试验与连续光照射相比。还提供了设备架构和模拟晶体结构的示意图（信用：M.K.Nazeeruddin / EPFL）

科学家们表明，胍阳离子阳离子插入钙钛矿的晶体结构，并提高了材料的总热和环境稳定性，克服了现场所列知识的“Goldschmidt耐受因子限制”。这是钙钛矿晶体的稳定性的指标，其描述了特定离子是多么兼容。理想的Goldschmidt容差因子应低于或等于1;瓜尼迪尼斯只是1.03。

该研究发现，胍的添加显着提高了钙钛矿的材料稳定性，同时将平均功率转换效率提供超过19％（19.2± 0.4％）并在连续光照下稳定1000小时的这种性能，这是标准的实验室测试测量光伏材料的效率。科学家们估计这对应于1333天（或3 00年）的真实用法 - 这是基于现场使用的标准标准。

Nazeeruddin教授解释：“对于每个10度的温度升高，拍摄标准加速度倍数，估计55℃的加°速度因数，而°不是25℃。因此，55℃当量的1000小°时将是8000小时。将我们的细胞受到60℃的影°响，因此这些数字可能更高。假设相当于6小时的阳光/日/天或250WM-2平均辐照度（相当于北非），总日期为1333，等于44.4个月和3.7岁稳定。然而，对于标准的太阳能电池认证，还需要一系列压力测试，包括温度循环和潮湿的热量。“

“这是Perovskite领域的一个基本步骤，”Nazieruddin说。“它在佩罗夫斯基特设计中提供了一种新的范例，因为超出公差因子限制的进一步探索可以占阳离子混合，同时通过无机框架内的H键的数量增加，通过增加具有改善的稳定性的3D结构 - 我们现在接近的问题解决。“

出版物：Alexander D. Jodlowski等，“大胍阳离子与甲基铵混合在铅碘化物钙酸盐19％有效的太阳能电池，”2017年12月08日自然能源“; DOI：S41560-017-0054-3

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