Резонансная молекула повышает стабильность перовскитных солнечных элементов
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследователи разработали самоорганизующийся монослой с донорно-акцепторно-донорной резонансной структурой, который укрепляет связь с оксидом индия-олова, предотвращая десорбцию при эксплуатационных нагрузках. Устройство достигло сертифицированной эффективности преобразования энергии 27,69% на малых ячейках и показало незначительное ухудшение после 1080 часов работы при 85°C.
Молекулярная конструкция
Новый SAM имеет донорно-акцепторно-донорную (D-A-D) резонансную структуру, которая увеличивает плотность отрицательного заряда на акцепторной группе. Это укрепляет связь фосфоновой кислоты с ITO, предотвращая десорбцию SAM во время работы. Подход решает ключевую проблему стабильности перовскитных солнечных элементов, где ограниченная прочность связи ухудшает экстракцию заряда при тепловом и световом стрессе.
Показатели эффективности
Устройства с D-A-D резонансным SAM достигли сертифицированной эффективности преобразования энергии 27,69% на ячейках 0,063 см² и 23,63% на модулях 15,64 см². Гибкие подложки также показали эффективность 26,64%. При отслеживании точки максимальной мощности при 85±5°C в течение 1080 часов устройство показало незначительное ухудшение, сохранив >93% эффективности после 1080 часов под металлогалогенной лампой. Оно также выдержало 720 термических циклов от -40°C до 85°C с сохранением >98%.
Более широкие перспективы
Резонансная молекулярная конструкция демонстрирует универсальность на жестких и гибких подложках, предлагая путь к стабильным высокоэффективным перовскитным солнечным элементам. Работа опубликована в Nature авторами Wu, Kou, Li и др. Дальнейшие исследования могут быть направлены на масштабирование подхода для более крупных модулей и коммерческого производства.
Что дальше
Исследовательская группа планирует протестировать D-A-D SAM на модулях большей площади и при более длительных сроках эксплуатации. Остается неясным, можно ли будет экономически эффективно интегрировать этот подход в коммерческие производственные процессы.
1 источник
Резонансная молекула повышает стабильность перовскитных солнечных элементов