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Tornando as células solares perovskita mais estáveis
As células solares perovskite são acessíveis e funcionam bem, mas não duram.Um novo método corrige esse problema sem trade-offs comuns.O que o torna diferente?
As células solares perovskite podem ser uma maneira barata e eficiente de produzir energia, mas elas têm um grande problema - elas não duram muito.As células solares perovskite podem ser uma maneira barata e eficiente de produzir energia, mas elas têm um grande problema - elas não duram muito.Uma equipe de pesquisa da Peking University publicou dois trabalhos sobre células solares de perovskita na ciência.
Devido às suas propriedades fotovoltaicas, baixo custo e estabilidade térmica, o triiodeto de chumbo de formamidínio (FAPBI₃) é um absorvedor promissor para células solares de perovskita de junção única de alta eficiência.No entanto, sua cinética complexa de cristalização e metaestabilidade termodinâmica em temperatura ambiente desafiam qualidade de cristalização e estabilidade a longo prazo.
Estratégias de liga, como a adição de cloridrato de metilamônio e CS⁺, ajudam a controlar a cristalização e a melhorar as propriedades fotoelétricas.No entanto, eles geralmente deixam aditivos residuais que podem levar à separação do cátion-ânion, decomposição térmica e reações químicas indesejadas.
Esses desafios dificultam a produção de filmes α-fapbi₃/perovskita não de alta qualidade e não ligados e dispositivos relacionados.A equipe introduziu uma estratégia de desconfação de intercalação de iodo para produzir filmes de perovskita α-fapbi₃ de alta qualidade, aumentando a eficiência e a estabilidade das células solares de perovskita.
Nesta abordagem, a forte interação entre iodo cogenético (i₂) e i⁻ forma íons poliiodídicos, alterando o caminho da reação FAI + PBI₂ → FAPBI₃ para FAI₃ + PBI₂ → FAPBI₃ + I₂.Essa modificação ajuda a superar as barreiras à formação de α-fapbi₃.
Durante o recozimento, a volatilidade de I₂ garante sua remoção completa da treliça, impedindo o resíduo extrínseco e resultando em um filme α-fapbi₃ de alta qualidade e não ligado.A qualidade do cristal e a uniformidade aprimoradas aumentam a estabilidade térmica, reduzindo a migração de íons.
As células solares baseadas nesse filme α-fapbi₃ não ligadas alcançaram uma eficiência de conversão de energia acima de 24% e reter 99% de sua eficiência original após mais de 1.100 horas de operação a 85 ° C sob iluminação.Este trabalho destaca as contribuições da equipe para o avanço da tecnologia fotovoltaica, abordando os principais desafios em estabilidade e eficiência.
As células solares perovskite podem ser uma maneira barata e eficiente de produzir energia, mas elas têm um grande problema - elas não duram muito.As células solares perovskite podem ser uma maneira barata e eficiente de produzir energia, mas elas têm um grande problema - elas não duram muito.Uma equipe de pesquisa da Peking University publicou dois trabalhos sobre células solares de perovskita na ciência.
Devido às suas propriedades fotovoltaicas, baixo custo e estabilidade térmica, o triiodeto de chumbo de formamidínio (FAPBI₃) é um absorvedor promissor para células solares de perovskita de junção única de alta eficiência.No entanto, sua cinética complexa de cristalização e metaestabilidade termodinâmica em temperatura ambiente desafiam qualidade de cristalização e estabilidade a longo prazo.
Estratégias de liga, como a adição de cloridrato de metilamônio e CS⁺, ajudam a controlar a cristalização e a melhorar as propriedades fotoelétricas.No entanto, eles geralmente deixam aditivos residuais que podem levar à separação do cátion-ânion, decomposição térmica e reações químicas indesejadas.
Esses desafios dificultam a produção de filmes α-fapbi₃/perovskita não de alta qualidade e não ligados e dispositivos relacionados.A equipe introduziu uma estratégia de desconfação de intercalação de iodo para produzir filmes de perovskita α-fapbi₃ de alta qualidade, aumentando a eficiência e a estabilidade das células solares de perovskita.
Nesta abordagem, a forte interação entre iodo cogenético (i₂) e i⁻ forma íons poliiodídicos, alterando o caminho da reação FAI + PBI₂ → FAPBI₃ para FAI₃ + PBI₂ → FAPBI₃ + I₂.Essa modificação ajuda a superar as barreiras à formação de α-fapbi₃.
Durante o recozimento, a volatilidade de I₂ garante sua remoção completa da treliça, impedindo o resíduo extrínseco e resultando em um filme α-fapbi₃ de alta qualidade e não ligado.A qualidade do cristal e a uniformidade aprimoradas aumentam a estabilidade térmica, reduzindo a migração de íons.
As células solares baseadas nesse filme α-fapbi₃ não ligadas alcançaram uma eficiência de conversão de energia acima de 24% e reter 99% de sua eficiência original após mais de 1.100 horas de operação a 85 ° C sob iluminação.Este trabalho destaca as contribuições da equipe para o avanço da tecnologia fotovoltaica, abordando os principais desafios em estabilidade e eficiência.