Покращення квазі-2D перовскітних сонячних елементів за допомогою інженерії інтерфейсу на основі диціандіамідної речовини
Інноваційна стратегія молекулярного мосту для вдосконалення перовскітних сонячних елементів
Останнім часом у сфері альтернативної енергетики відбулася важлива подія. Дослідницька група, очолювана Пеньвеєм Лі, Янліним Суном та Іціанєм Чжаном, представила новаторську стратегію молекулярного мосту, яка може змінити уявлення про перовскітні сонячні елементи. Ця стратегія, заснована на диціандіамід (DCD), відкриває шлях до значного покращення ефективності майбутніх фотоелектричних систем.
Рекордна ефективність та підвищена стабільність
Одна з головних переваг застосування DCD полягає у досягненні рекордної ефективності перетворення енергії до 21,54%, у порівнянні з 19,05% в контрольних зразках. Завдяки такому показникові пристрої стали більш потужними, а їх робота стала стабільнішою. На додаток, після 1200 годин експлуатації, ці сонячні елементи зберегли 94% своєї початкової ефективності, тоді коли необроблені зразки показали результат лише у 84%.
Принцип дії гуанідинової та ціаногруп
Що робить цей метод таким ефективним? Це поєднання гуанідинової та ціаногруп в складі DCD. Перші зв’язуються з незадіяними Pb2+ іонами і заповнюють дефекти, тоді як ціаногрупи зміцнюють зв’язок з TiO2, зменшуючи цим самим вакансії кисню. Це не лише покращує межовий шар перовскіт/ETL, але й стабілізує загальний процес фотоволюментів.
Підтвердження наукових здобутків
Технологічні досягнення підтверджені рядом спектроскопічних і теоретичних досліджень. Зокрема, за допомогою XPS та FTIR, були підтверджені взаємодії між DCD, Pb і Ti, знижені вакансії кисню з 48% до 33%. Також, дослідження виявили більш однорідний фазовий розподіл, що значно покращує передачу енергії в системах.
Висновки та майбутні перспективи
Це дослідження доводить, що стратегія молекулярного мосту може вирішити постійну проблему між ефективністю і стабільністю в фотоелектричних системах перовськітів. Вчені вважають, що метод може знайти своє застосування в інших оптоелектронних приладах, таких як світлодіоди та фотодетектори, забезпечуючи універсальну платформу для розробки потужних пристроїв.
