用于钙钛矿太阳能电池的21.1％效率的低成本有机颜料涂层
来源： 2020-12-14 17:06:07
佛罗里达州立大学的研究人员在钙钛矿型太阳能电池中使用了一种廉价的工业有机颜料，称为喹ac啶酮(QA)作为表面钝化剂，以提高其稳定性和效率。
美国小组指定QA，它广泛用作红色油漆和化妆品的工业有机颜料，对空气稳定，无毒，每公斤仅约0.50美元。颜料的超分子结构使其具有良好的物理化学性质，包括对光和热的高稳定性以及出色的电荷载流子迁移率。
通过旋涂退火工艺将该颜料应用于卤化物甲基铵铅碘(MAPbI3)薄膜。研究合著者Biwu Ma说：“不带颜料层的太阳能电池效率为18.9%。”“有了它，这个数字上升到21.1%。”
此外，科学家声称，由于新的颜料层，该电池在环境条件下运行1000小时后仍能够保持其90%的初始效率。他们进一步解释说：“通过简便的溶液处理和热退火添加不溶性颜料层也使细胞具有疏水性，这意味着水不能留在表面上。”“ QA层的能级实现了级联，从钙钛矿到空穴传输层的定向空穴转移，同时抑制了电子转移，分别提高了空穴提取效率和减少了电荷复合。”
据说疏水性是薄膜和太阳能电池本身的高稳定性的原因。学者得出结论：“这项工作表明，低溶解度的工业颜料对卤化钙钛矿薄膜进行表面钝化是解决钙钛矿太阳能电池长期稳定性问题的一种有前途的策略。”
颜料和涂层工艺在Angewandte Chemie上发表的论文《通过低成本工业有机颜料涂层实现的高效和稳定的钙钛矿太阳能电池》中进行了描述。
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