Bối cảnh nghiên cứu và thách thức: Perovskite kết cấu hiệu quả cao/Nút cổ chai công nghệ cho pin mặt trời xếp chồng silicon

1. Sự khác biệt giữa tiềm năng công nghệ và thực tiễn công nghiệp

Name/Silicon xếp chồng pin mặt trời để sử dụng năng lượngDây chuyền sản xuất Crystal Silicon trưởng thànhvà thực hiệnHệ Trung cấp (PCE) Trở thành tiêu điểm chú ý của giới học thuật và ngành công nghiệp. Những năm gần đâyPCEĐột phá chủ yếu đến từ: tối ưu hóa công nghệ quản lý ánh sáng, nâng cao chất lượng tinh thể perovskite và thụ động khiếm khuyết, lỗ chọn lọc tự lắp ráp lớp phân tử đơn phát triển, và perovskite/Hệ Trung cấp (C60) Chính sách thụ động giao diệnTiến triển.

Tuy nhiên, đa số các chiến lược thụ động hiệu quả hiện có đều được áp dụng.Quy trình giải pháp cho bề mặt phẳngThường thì cần phải sử dụng pin silicon.Điều trị tùy chỉnh(như đánh bóng thêm hoặc điều chỉnh kích thước kim tự tháp). Điều này liên quan đếnCông nghệ silicon tiêu chuẩn công nghiệpBiểu tượng Quiet hours (> 1 μm), tọa độ&phương trình (Chất nền silicon kết cấu。

2. Thách thức cốt lõi của pin xếp chồng kết cấu

Dựa trên kích thước lớn kết cấu siliconPerovskite kết cấu/Pin xếp chồng siliconMặc dù có.Lợi thế chi phí sản xuấtvàHiệu quả quản lý ánh sáng tuyệt vờiNhưng trong việc thực hiện perovskite hiệu quả/ C60Các rào cản kỹ thuật quan trọng phải đối mặt với khía cạnh thụ động của giao diện, dẫn đến việc so sánh với các thiết bị phẳngđiện thoại bàn phím (VOCMất nhiều hơn100 mV。

3. Cơ chế điện để mất hiệu suất

Phân tích chuyên sâu cho thấy hiệu suất giảm của pin xếp chồng kết cấu bắt nguồn từ các vấn đề điện sau:

• Có thể mang lại hiệu ứng mất phối: giữa perovskite và điện tử.Chiều dày mối hàn góc (ΔEC, ETL) dẫn đến sự mất cân bằng nghiêm trọng nồng độ tàu sân bay tại tiếp xúc hàng đầuHiệu ứng này kéo dài đến toàn bộ khối lượng perovskite.

• Giao diện Composite Loss: Sự mất cân bằng nồng độ tàu sân bay gây ra.Tỷ lệ hợp chất giao diện caoTrực tiếp dẫn đến VOCGiảm đáng kể

• Suy giảm hiệu suất truyền tải: Giới hạn nồng độ tàu sân bay trung bình của lớp hấp thụĐộ dẫn bên tronggây ra tổn thất nghiêm trọng về truyền tải và chọn lọc, biểu hiện làHệ Trung cấp (FF) Hiệu suất kém

Nhóm nghiên cứu và kết quả chính

Nghiên cứu này được thực hiện bởiNghiên cứu Khoa học-Công nghệ (Fraunhofer ISEcủaông Oussama Er-rajiGiáo sư vàStefan W. Glunz教授Trường Đại học Quốc tế Hồng Bàng: Liên thông đại học ngành CNTT (KAUSTcủacủa Stefaan De WolfGiáo sư đồng chủ đạo, kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí quốc tế Khoa học. Nhóm nghiên cứu đã đề xuất thành công chiến lược kỹ thuật giao diện đột phá, nâng cao đáng kể perovskite kết cấu tiêu chuẩn công nghiệp/Hiệu suất và sự ổn định của các tế bào năng lượng mặt trời xếp chồng silicon.

Chiến lược nghiên cứu chính

• Phương pháp lắng đọng Perovskite hai bước hỗn hợp: Tương thích với chất nền silicon kết cấu tiêu chuẩn công nghiệp

• PDAICông nghệ xử lý bề mặt: Giới thiệu1,3-Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (C60Sự dịch chuyển giữa các dây dẫn và gây ra sự tích tụ electron trong toàn bộ lớp hấp thụ perovskite

Thành tựu nghiên cứu và công nghệ

Hình 4D

• Đổi mới cốt lõi: Cơ chế thụ động hóa hiệu ứng trường sâu cho tích lũy điện tử

• Phá vỡ giới hạn thụ động giao diện truyền thống chỉ ức chế sự kết hợp giao diện,PDAITạo ra sự tích tụ electron đáng kể bên trong toàn bộ lớp hấp thụ perovskite

• Giảm perovskite thành công/ C60-Hiển thị manipulator (ΔEC, ETL) Giảm thiểu tổn thất tổng hợp giao diện

• Cải thiện đáng kể độ dẫn của lớp hấp thụ perovskite, giảm đáng kể tổn thất truyền tải tàu sân bay và cải thiện hiệu suất của các yếu tố làm đầy

• Thiết bị hiệu suất cột mốc đột phá

• Hệ Trung cấp (PCE）Da 33.1%,Pin xếp chồng kết cấu sáng tạo mới

• điện thoại bàn phím (VOC）Lên tới 2,01 VLoại bỏ các thiết bị kết cấu trong quá khứ> 100 mVHiệu năng chênh lệch.

• Hệ Trung cấp (FF）Tăng đáng kể, xác nhận hiệu quả của chiến lược giảm tổn thất truyền tải

• Hiệu suất kiến trúc tương thích công nghiệp tương đương với các thiết bị giữ kỷ lục hiện tại

• Tính ổn định tuyệt vời và tiềm năng ứng dụng công nghiệp

• đạt đượcChứng nhận31.6%ổn địnhPCEThể hiện giá trị ứng dụng thực tế

• PDAIXử lý bằng cách ức chế di chuyển ion, tăng cường đáng kể sự ổn định hoạt động lâu dài của thiết bị

• Thực hiện xuất sắc trong môi trường ngoài trời ẩm ướt và nhiệt độ ẩm dọc theo Biển Đỏ, phảiFFvàVOCTổn thất có sức đề kháng tốt

• Chiến lược tái tạo giữa các tổ chức nghiên cứu khác nhau, chứng minh tính khả thi của công nghiệp hóa

Các bước thử nghiệm và quy trình sản xuất

Hình 4B

1. Kết cấu silic đáy pin chuẩn bị

Áp dụng250 μmdàypLoại nổi vùng silicon wafer (điện trở suất)1 Ω· cm）， 利用KOHGiải pháp thực hiện kết cấu kim tự tháp ngẫu nhiên hai mặt tiêu chuẩn công nghiệp, hình thành1-4 μmCấu trúc kim tự tháp cao. Sau khi được làm sạch bằng hóa chất ozone ướt,PECVDCông nghệ đặt dấu hiệu này trên cả hai mặt/mạc đường ruột muqueuses digestives (~ 27 nm), và bắn tung tóe ở phía trước và phía sau, tương ứngITOHệ Trung cấp (20 nm(Với đầy đủITO / AgCấu trúc điện cực. Cuối cùng, tia laser được khắc thành......2,2 × 2,2 cm²hoặc2,5 × 2,5 cm²Chất nền, giữ1 × 1 cm² ITOĐĩa hàn là vùng hoạt động.

2. Công nghệ lắng đọng hỗn hợp cho các tế bào hàng đầu perovskite

Chất nền silicon được làm sạch bằng ethanol vàUV /Sau khi xử lý ozone, trước tiên hãy quay lớp phủ lắng đọngSản phẩm Me-4PACzTầng vận chuyển lỗ hổng. Perovskite hấp thụ lớp áp dụngSáng tạo hỗn hợp hai bước bốc hơi/Phương pháp sơn xoắnChuẩn bị:(1)Đồng bốc hơiPbI₂CX-Hiển thị manipulator (~ 550 nm）， (2)Động Spin CoatingFAI / FABrGiải pháp halogen hữu cơ (với một lượng nhỏ chất kết tinh urê) và bằng cách điều chỉnhFABr / FAI-Hiển thị manipulator (1.67 hoặc1,70 EV）。 Sau khi hoàn thành trong không khí100 ° Củ 10 phút.

3. PDAIThực hiện chính sách thụ động giao diện

Sau khi hình thành lớp canxi titan, giới thiệuCông nghệ tiên tiến cốt lõi-1,3-Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (PDAI) Xử lý bề mặt。PDAIHòa tan trong Chlorobenzene/Trong dung môi hỗn hợp rượu isopropyl, có thể được thông quaXoay hoặc nhúngPhương pháp lắng đọng (phương pháp ngâm cho thấy khả năng mở rộng tốt), sau đó100 ° Củ 3 Phút, thực hiện perovskite./ C60Hiệu ứng trường sâu của giao diện bị thụ động.

4. Xây dựng lớp điện cực và quang học

hoàn thànhPDAISau khi xử lý, bốc hơi chân không theo thứ tựC60Hệ Trung cấp (18 nm），ALDTrang chủSnOₓ Hạt chia organic (15-30 nm，80 ° C) Che chắn các chất dẫn điện trong suốt trên đỉnh.ITOhoặcthông tin), bốc hơiAgđiện thoại bàn phím (650 nmCuối cùng, nhiệt bốc hơiMgFₓ -Hiển thị manipulator (Từ 140 nm）。 Tất cả các quá trình bay hơi được theo dõi chính xác bởi microbalance tinh thể thạch anh.

5. Đánh giá và đóng gói ổn định

Để đánh giá sự ổn định lâu dài, sử dụngPVBăng và bột giấy bạc kết nối pin và đóng gói cấp công nghiệp. Cấu trúc đóng gói bao gồm kính năng lượng mặt trời,TPUChất đóng gói vàPIBcạnh sealant, toàn bộ trong máy ép chân không120 ° Cxử lý 20 Phút, đảm bảo tính năng bảo vệ môi trường xuất sắc.

Kết quả nghiên cứu và đặc tính

Phân chia bậc chuẩn fermiergic(QFLS)Phân tích hình ảnh

QFLSMở mạch điện áp để định lượng vật liệu(VOC)Tiềm năng, giúp các nhà nghiên cứu hiểu nguồn gốc của sự mất mát tổng hợp không bức xạ và đánh giá tác động của các quy trình khác nhau đối với tính chất của vật liệu, cung cấp bằng chứng về kỹ thuật giao diện và tối ưu hóa vật liệu.

Phân chia Quasi-ferential tham chiếu đến màng perovskite(iVOC)Hình ảnh cho thấy không gian biến động lớn, độ lệch chuẩn(σ)vì38 mVGiá trị trung bình là1,23 V. đi qua PDAISau khi xử lý,Sản phẩm iVOCTính đồng nhất không gian được cải thiện đáng kể,σGiảm xuống26 mVTrung bìnhSản phẩm iVOCTăng20 mVGiới thiệu1,25 VĐiều này cho thấyPDAICó đặc tính thụ động hóa học nhẹ. Trong trầm tíchC60Sau đó, tham chiếu đến ngăn xếp.Sản phẩm iVOCgiảm80 mVĐến1,15 Vvà phân phối rộng hơn.(σ = 65 mV)Nhưng PDAINgăn xếp sau khi thụ độngSản phẩm iVOCGiữ trong1,23 VPhân phối cũng hẹp hơn.(σ = 17 mV)。

Hình 3ATham chiếu vàPDAIPerovskite phim sau khi xử lýSản phẩm iVOCHình ảnh.

Để nắm bắt chính xác vật liệuQFLStính năng và nhanh chóng đánh giá tiềm năng của nó,EnlitechcủaMáy lập bản đồ QFLSThiết bị kiểm tra phân chia bậc chuẩn FEM là lựa chọn lý tưởngTốc độ nhanh (QFLSHình ảnh không tới 3 giây,giả J-VĐường cong ít hơn 2 phút) Cung cấp trực quanQFLSHình ảnh và đo lườngSản phẩm iVOC、giả J-V、Sản phẩm PLQYvàSản phẩm EL-EQECác tham số then chốt. Điều này không chỉ giúp các nhà nghiên cứu nhanh chóng dự đoán giới hạn hiệu suất vật liệu, mà còn có thể nhìn thấy chất lượng vật liệu và sự phân bố bậc chuẩn fermium thông qua hình ảnh trực quan, nâng cao đáng kể hiệu quả nghiên cứu và phát triển.

J-VĐo đường cong

Để đánh giá trực tiếp các thông số hiệu suất chính của pin mặt trời. Giả mạoJ-V (giả-J-V)Đường cong được sử dụng để định lượng điện trở nối tiếp của thiết bị(RS)Và tổn thất truyền tải.

Thông quaPDAIChiến lược, thiết bị PCETừ29.1%Nâng lên32.3%Trong đó. VOCTừ1,83 VTăng lên1,94 V，FFTừ79.4%Nâng cấp lên81.6%Thiết bị ghi âm đã đạt được. 33.1%củaPCEvà2,01 VcủaVOC。

Giả mạoJ-VĐo lường hiển thị,PDAISau khi xử lý, pseudofiller(PFF)Với thực tếFFSự khác biệt từ các thiết bị tham khảo6%Giảm đáng kể đến3%Đồng thời,Điểm quyền lực(MPP)Dòng điện trở(RS)Cũng từ 6 bởi aum-Square Centimet giảm xuống 3 bởi aum-Bình phương cmĐiều này cho thấyPDAIChủ yếu bằng cách điều chỉnh mật độ tàu sân bay, giảmRSĐóng góp không phải của Aum, do đó giảm thiểu tổn thất truyền tải.

Hình 4D Cho thấy các tế bào năng lượng mặt trời xếp chồng lên nhau.J-Vđường cong, nóPCEGiới thiệu33.1%，VOCvì2,01 VThể hiện sự đột phá về tính năng của chiến lược nghiên cứu này.

Hình 3E Các tham chiếu vàPDAICác tế bào năng lượng mặt trời xếp chồng thụ độngJ-VGiảJ-Vvà suy luậnJ-VCác đường cong, được hiển thị trực quanPDAILàm thế nào để thu nhỏphfVớiFFKhoảng cách giữa chúng đã chứng minh tính hiệu quả của nó trong việc giảm tổn thất truyền tải.

Hình S17A Cung cấp thêm CóPDAIXử lý và khôngPDAIThiết bị được xử lý dưới quét chuyển tiếp và ngượcJ-Vđường cong và các thông số PV chi tiết của nó, cho thấy rõ ràngPDAIởVOC、FFvàPCETăng lên.

Thực hiện chính xácJ-VĐo đường cong, đặc biệt là cho các thế hệ pin mặt trời mới như perovskite/pin xếp chồng silicone,Enlitechcủa Hệ thống SSX AM1.5GMô phỏng ánh sáng mặt trời quang phổ tiêu chuẩn Có thể cung cấpA+Độ chính xác phổ cấp và độ ổn định tuyệt vời. Phối hợp với nó Sản phẩm IVS-KA6000Phần mềm kiểm tra toàn diệnKhông chỉ thực hiện được hướng/Đảo ngượcIVQuét và kiểm tra đa kênh.NRELChức năng phát hiện tiệm cận.SS-XLiên kếtSS-IRISCông nghệ, có thể tự động điều chỉnh cường độ ánh sáng mà không thay đổi quang phổ, hỗ trợSun-VocKiểm tra phức tạp.

EQEĐo lường

Các phép đo được sử dụng để xác định hiệu quả thu thập hiện tại của pin mặt trời dưới ánh sáng bước sóng khác nhau và để đánh giá sự phù hợp hiện tại giữa các tế bào con của các tế bào xếp chồng lên nhau.

PDAISau khi xử lý, thiết bị Mật độ hiện tại ngắn mạch(Công ty TNHH)Không thay đổiKết quả này vàEQEPhù hợp với kết quả đo lường phản xạ. Nhóm nghiên cứu cũng sử dụng khoảng cách perovskite từ1,67 EVĐiều chỉnh1,70 EVĐể thực hiện phù hợp dòng điện tốt hơn, điều này nâng cao hơn nữa tính năng của thiết bị.EQESự ổn định của đường cong cũng gián tiếp chứng minh rằng sự ổn định lâu dài của thiết bị không bị ảnh hưởng.

Hình S17B Các tham chiếu vàPDAIXử lý thiết bịEQECác phép đo cho thấy đường cong phản ứng quang phổ của cả hai giống nhau, hỗ trợCông ty JSCGiữ một quan sát nhất quán.

Hình S17C Các phép đo phản xạ tương ứng được hiển thị, xác minh thêm tính so sánh trong quản lý quang học.

Hình S23A Biểu tượng Quiet hours (1,67 EVvà1,70 EV) Thiết bịEQECác phép đo, nhấn mạnh cách điều chỉnh khe băng ảnh hưởng đến cạnh hấp thụ phổ của các tế bào con perovskite để đạt được sự phù hợp hiện tại.

Enlitechcủa Sản phẩm QE-RHệ thống đo lường hiệu quả lượng tử là một công cụ đáng tin cậy trong nghiên cứu quang điện, với độ lặp lại và độ chính xác của nó, được sử dụng rộng rãi trong hơn 500 Một phòng thí nghiệm nghiên cứu quang điện và......1,000Nhiều bài viếtSCITrích dẫn luận văn, bao gồm các tạp chí hàng đầu như "Thiên nhiên", "Khoa học".Sản phẩm QE-RHệ thống được thiết kế đặc biệt với bộ khuếch đại khóa độc lập kép để đo chính xác hiệu suất lượng tử của các tế bào năng lượng mặt trời đa nút, bao gồm perovskite/Các tế bào năng lượng mặt trời xếp chồng lên nhau. Nó cung cấpEQE、IPCE、SR、IQENhiều dữ liệu như tỉ lệ phản chiếu, v. v. và có thể tính toán tích lũy dòng điện.

Sản phẩm UPSVớiAM-KPFMĐo lường

Phổ năng lượng điện tử UV(UPS)Chức năng công việc để phân tích phim(Wf)và ion hóa tiềm năng(IP)nghiên cứu perovskite./ C60Giao diện có thể được căn chỉnh. Điều chỉnh biên độ Kelvin thăm dò lực kính hiển vi(AM-KPFM)Sau đó, nó được sử dụng để xác minh sự thay đổi chức năng công việc và quan sát tính đồng nhất của phân phối điện thế trên bề mặt.

Sản phẩm UPSĐo lường hiển thị,PDAIPerovskite phim hoạt động chức năng sau thụ động(Wf)Tăng so với mẫu tham chiếu270 mV(Từ4,49 eVTăng lên.4,76 eV). ion hóa tiềm năng(IP)Sự thay đổi cho thấy sự hình thành lưỡng cực. Sự hình thành lưỡng cực này dẫn đến sự kết hợp vớiC60Giao diện có thể thay đổi từ mẫu tham chiếu180 mVThu nhỏ tới70 mV。AM-KPFMKết quả cũng cho thấyPDAIPhân phối điện thế bề mặt đồng đều hơn sau khi xử lý.

Hình 2A Các tham chiếu vàPDAIXử lý vùng cắt điện tử thứ cấp của màngSản phẩm UPSĐo lường kết quả.

Hình 2C Các tham chiếu vàPDAIXử lý phim vớiC60Có thể mang bản đồ.

Hình S9G Thì xuyên quaAM-KPFMKết quả khảo sát cho thấy sự tham chiếu vàPDAIXử lý phân phối chức năng công việc của màng mỏng.

DFTTính toán

Tính toán được sử dụng để hiểu sâu hơn từ cấp độ lý thuyếtPDAICơ chế mà các phân tử tạo thành lưỡng cực trên bề mặt perovskite và hướng của chúng.

DFTTính toán tiết lộPDAICác phân tử có 8,27 DKhoảnh khắc lưỡng cực.Nghiên cứu cho thấy,PDAIPerovskite bề mặt làm giàu hữu cơ (bay hơi hỗn hợp được sử dụng trong nghiên cứu này)/Khi tương tác với nhau, sẽTạo ra một điểmC60Cực dương.Từ đó dẫn đến tăng hàm công. Điều này phù hợp với xu hướng tăng hàm công việc quan sát được trong thí nghiệm.

Hình 2D Hiển thịPDAICấu trúc hóa học của các phân tử và bản đồ tiềm năng tĩnh điện.

Hình 2F Hiển thịPDAIVới Organic TerminalMAPbI3Cấu trúc tối ưu hóa và sự khác biệt về mật độ điện tích cảm ứng sau khi tương tác.

Hình 2G Giới thiệuPbI2 -Terminal vàMÁI-Thiết bị đầu cuốiMAPbI3Có hay không cóPDAIHàm công việc tính toán trong trường hợp này.

Phân tích thời gianPL (TRPL)Với quang phổ hấp thụ thoáng qua(TA)

Phân tích thời gian Photoluminesis（TRPL）Đo lường quá trình cạnh tranh để tách chuyển phí giao diện và hợp chất phí giao diện. Hấp thụ thoáng qua(TA)Quang phổ được sử dụng để nghiên cứu chi tiết động lực học tàu sân bay và các tín hiệu trạng thái bẫy không phát xạ trên thang thời gian nano giây.

VớiC60Mẫu tham khảo, tuổi thọ vi phân trong~ 1 μsNơi đạt tới thời kỳ bình đài, so với không cóC60Mẫu tham khảo giảm một bậc độ lớn, cho thấy sự kết hợp giao diện thống trị động lực học. Ngược lại,KinhPDAIXử lý và mang theoC60Ngăn xếp cho thấy thời gian nền tảng vi phân là khoảng~ 10 μsVà không.C60Khi đó là~ 13 μsĐiều này cho thấy mạnh mẽGiao diện tổng hợp trong ngăn xếp mục tiêu giảm đáng kể。TAKết quả đo cho thấy thêm, tham chiếu đến tín hiệu tàu sân bay bẫy nông có tuổi thọ cao tồn tại trong mẫu, trongPDAIBiến mất sau khi xử lý.PDAIXử lý làm cho tham chiếu/ C60Xếp chồngTAVòng đời trung bình của tàu sân bay có trọng số tẩy trắng với khoảng cách từ27 nsTăng lên53 nsXác nhận.VOCLý do chính của sự cải thiện là giảm sự kết hợp của giao diện.

Hình 3B Tham chiếu vàPDAIPhân tích thời gian xử lý phimPLĐường cong suy giảm.

Hình 3D Giới thiệu các tham chiếu trong đo hấp thụ thoáng qua vàPDAIXử lý các đường cong phân rã tẩy trắng có khe hở của phim.

Mặt trời-VOCĐo lường

thực hiện trong điều kiện mạch hở, tránh chiết phí, giả thu đượcJ-VĐường cong được coi là không mất truyền và có thể được sử dụng để định lượng tổng điện trở nối tiếp(RS)。

Kết quả nghiên cứu cho thấy, mặc dù yếu tố giả(PFF)Giữ trong85%không thay đổi, nhưng FF-FFSự khác biệt trongPDAICác thiết bị thụ động từ các thiết bị tham chiếu6%Hạ xuống3%. Vì vậy, tại điểm quyền lực(MPP)Dòng điện trở(RS)Giá trị tính toán giảm đáng kể,Từ 6 bởi aum-Square Centimet giảm xuống 3 bởi aum-Bình phương cm. Đánh giá ở điện áp hoạt động khác nhauRS, thiết bị mục tiêu hiển thị độ dốc nhỏ hơn, nhấn mạnhPDAIChủ yếu là bằng cách điều chỉnh mật độ tàu sân bay, giảmRSĐóng góp không phải của Aum.

Hình 3E Các tham chiếu vàPDAICác tế bào năng lượng mặt trời xếp chồng thụ độngJ-VGiảJ-Vvà suy luậnJ-VĐường cong.

Hình S14 Các tham chiếu vàPDAIThiết bị xử lý dưới điện áp hoạt động khác nhauRSĐường cong.

Chiết xuất phí phụ trợ thiên vị(BACE)Đo lường

Nó được sử dụng để định lượng nồng độ các ion di chuyển trong pin mặt trời, điều này rất quan trọng để hiểu được sự ổn định hoạt động lâu dài của thiết bị perovskite.

Sau khi kiểm tra độ ổn định,Nồng độ ion di động của thiết bị tham chiếu(6,5 × 10 ^ 17 cm)⁻³)Đó là thiết bị mục tiêu.(2,6 × 10 ^ 17 cm)⁻³)Gần gấp ba lần.. Đây có thể là lý do rõ ràng cho sự suy thoái tăng tốc của các thiết bị tham chiếu. Kết quả cho thấy, kinhPDAIPerovskite biến đổi/ C60Giao diện có thể cố định hiệu quả sự di chuyển ion, do đó tăng cường sự ổn định hoạt động của thiết bị.

Hình S26A, B Giới thiệu các tế bào năng lượng mặt trời tham chiếu đại diện vàPDAICác tế bào năng lượng mặt trời thụ động trước và sau khi kiểm tra độ ổn địnhBACEĐo lường kết quả.

Đặc điểm khác

Kiểm tra độ ổn định ngoài trời với nhiệt ẩm Xác minh độ tin cậy lâu dài của thiết bị trong môi trường hoạt động thực tế.PDAIThiết bị thụ động thể hiện sự ổn định trong môi trường ngoài trời dọc theo Biển Đỏ, trong thử nghiệm nhiệt ẩmPCETỷ lệ duy trì so với hiệu suất ban đầu từ73.7%Nâng lên83.4%Tăng đáng kểFFVớiVOCKhả năng chống suy giảm.(Hình 4F, Hình S27)

X-Hiển thị manipulator (XPS） xác nhậnPDAISự hấp phụ thành công của các phân tử trên bề mặt perovskite và tương tác hóa học. Phát hiệnPDAItín hiệu tính năng phân tử,C-Ntăng cường tín hiệu phím,N 1s、PVC 3DvàTôi 3dĐộ dịch chuyển năng lượng lõi xuống mức năng lượng liên kết thấp, xác nhậnPDAITương tác hiệu quả xảy ra với bề mặt perovskite.(Hình S5A-D)

Biểu tượng Quiet hours (XRD, GIWAXS, STEM） xác minhPDAIViệc xử lý không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cấu trúc tinh thể perovskite. Xác nhận rằng giai đoạn perovskite thấp không hình thành trong hệ thống,3DCấu trúc perovskite vẫn không thay đổi ở giao diện,PDAIViệc xử lý không ảnh hưởng đáng kể đến hình thái perovskite.(Hình S6A-G, Hình S7C-E)

Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (SEM） Quan sát hình thái mặt cắt ngang của thiết bị và cấu trúc bề mặt màng perovskite. Xác nhận cấu trúc các tầng rõ ràng,PDAIViệc bổ sung không dẫn đến thay đổi kích thước hạt biểu kiến perovskite, duy trì tính đồng hình màng tốt.(Hình 4B, Hình S8A-B)

-Hiển thị manipulator (SCLC） Đo lường tỷ lệ di chuyển của tàu sân bay và mật độ khiếm khuyết, hiểu cơ chế nâng tỷ lệ dẫn điện. mạc đường ruột muqueuses digestives (16,5-18,5 cm² / Vs), nồng độ electron được tăng cường thành nguyên nhân gốc rễ của việc giảm điện trở chuỗi, mật độ khiếm khuyết từ1.55×10^15Giảm1,15 × 10 ^ 15 cm ^ -3。(Hình S15, Hình S16A-B)

Kết luận nghiên cứu Tóm tắt kết quả

Nghiên cứu thành công dựa trên1,3-Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (PDAI）chiến lược thụ động, nâng cao đáng kể các tiêu chuẩn công nghiệp kết cấu silic dựa trên perovskite/Hiệu quả và sự ổn định của các tế bào năng lượng mặt trời xếp chồng silicon.

Hiệu suất thiết bị kỷ lục

Thực hiện thiết bị33.1%-Hiển thị manipulator (PCE） và2,01 Vđiện thoại bàn phím (VOC）Trong đó.Chứng nhận trạng thái ổn địnhPCEDa31.6%. Điều này làm cho hiệu suất của các tế bào xếp chồng dựa trên silicon kết cấu ngang bằng với kỷ lục hiện tại của các tế bào xếp chồng loại phẳng, chứng minh tính khả thi của việc thụ động hóa hiệu quả trên các chất nền công nghiệp phức tạp, vượt qua những thách thức thụ động do diện tích bề mặt cao.

Đổi mới cốt lõi: cơ chế thụ động hiệu ứng trường sâu

PDAIThông qua kỹ thuật chức năng công việc ở Perovskite/ C60Giao diện gây ra thời điểm lưỡng cực dương, sẽ-Hiển thị manipulator (ΔEC, ETL) Từ các thiết bị tham khảo180 mVHạ xuống mục tiêu.70 mVBước đột phá quan trọng là "thụ động hóa hiệu ứng trường sâu". Mở rộng tích lũy electron đếnVật liệu tầng hấp thụ perovskite tổng thểCho phép nồng độ electron trung bình trong lớp hấp thụ từ mô phỏng1×10^14Nâng lên4 × 10 ^ 15 cm ^ -3Điều này có ý nghĩaTăng cường độ dẫn của lớp hấp thụ và giảm tổn thất truyền tải tàu sân baynguyên tố Astatine (FF) Động lực chính để cải thiện.

Ổn định lâu dài tuyệt vời

Thiết bị ngoài trời dọc theo Biển Đỏ Hoạt động liên tục hơn1000Độ hòatan nguyênthủy(85 ° C, 85% RH, 1000giờ),PCESo với hiệu suất ban đầuTỷ lệ giữ chân từ73.7%Nâng lên83.4%。PDAIXử lý hiệu quảPerovskite cố định/ C60Di chuyển ion trên giao diệnGiảm mạnh nồng độ ion di động, cải thiện căn bản tính ổn định vận hành của linh kiện.

Tiềm năng ứng dụng công nghiệp

Chiến lược này phù hợp với công nghiệp.Phương pháp lắng đọng hai bước trộnPhù hợp, phù hợp với chất nền silicon kết cấu có kích thước kim tự tháp lớn. Nghiên cứu đã chứng minh rằngPhương pháp nhúngTrang chủPDAIKhả năng mở rộng, cơ chế hoạt động của nó cho phép nó nâng cao hiệu suất thành công trong một loạt các thành phần perovskite.

Tài liệu tham khảo từ Science_DOI: 10.1126/science.adx1745

Bài viết này đã được viết lại cho Enlitech để chia sẻ khoa học và học thuật nếu có bất kỳ vi phạm nào xin vui lòng gửi thư cho chúng tôi