ამერიკულ-კანადურმა მეცნიერთა ჯგუფმა გამოიყენა ლუისის ბაზის მოლეკულები პეროვსკიტის მზის უჯრედში ზედაპირის პასივაციის გასაუმჯობესებლად.გუნდმა შექმნა მოწყობილობა მაღალი ღია წრის ძაბვით და შესანიშნავი სტაბილურობის დონეებით.
ამერიკულ-კანადურმა კვლევითმა ჯგუფმა დაამზადა ინვერსიული პეროვსკიტიმზის ბატარეალუისის ბაზის მოლეკულების გამოყენებით ზედაპირის პასივაციისთვის.ლუისის ფუძეები ძირითადად გამოიყენება პეროვსკიტის მზის კვლევაში პეროვსკის ფენის ზედაპირული დეფექტების პასივირებისთვის.ეს დადებით გავლენას ახდენს ენერგიის დონის გასწორებაზე, ინტერფეისური რეკომბინაციის კინეტიკაზე, ჰისტერეზის ქცევაზე და ოპერაციულ სტაბილურობაზე.
„ლუისის ბაზისურობა, რომელიც ელექტრონეგატიურობის უკუპროპორციულია, სავარაუდოდ განსაზღვრავს შემაკავშირებელ ენერგიას და ინტერფეისების და მარცვლის საზღვრების სტაბილიზაციას“, - განაცხადეს მეცნიერებმა და აღნიშნეს, რომ მოლეკულები ძალზე ეფექტური აღმოჩნდა უჯრედის ფენებს შორის ძლიერი კავშირის შესაქმნელად. ინტერფეისის დონე.„ლუისის ბაზის მოლეკულას ორი ელექტრონის შემომწირველი ატომით შეუძლია პოტენციურად დააკავშიროს და გადალახოს ინტერფეისები და მიწის საზღვრები, რაც უზრუნველყოფს პეროვსკიტის მზის უჯრედების ადჰეზიის გაძლიერებისა და მექანიკური სიმტკიცეს“.
მეცნიერებმა გამოიყენეს დიფოსფინის ლუისის საბაზისო მოლეკულა, რომელიც ცნობილია როგორც 1,3-bis(დიფენილფოსფინო) პროპანი (DPPP) ერთ-ერთი ყველაზე პერსპექტიული ჰალოგენური პეროვსკიტის - ფორმამიდინუმის ტყვიის იოდიდის, რომელიც ცნობილია როგორც FAPbI3 - უჯრედის შთამნთქმელ ფენაში გამოსაყენებლად.
მათ დაიტანეს პეროვსკიტის ფენა DPPP დოპირებული ხვრელის სატრანსპორტო ფენაზე (HTL), რომელიც დამზადებულია ნიკელის (II) ოქსიდისგან (NiOx).მათ დააფიქსირეს, რომ ზოგიერთი DPPP მოლეკულა ხელახლა იხსნება და გამოიყოფა როგორც პეროვსკიტის/NiOx-ის ინტერფეისზე, ასევე პეროვსკიტის ზედაპირის რეგიონებში, და რომ გაუმჯობესდა პეროვსკიტის ფირის კრისტალურობა.მათი თქმით, ამ ნაბიჯმა გააძლიერამექანიკურიპეროვსკიტის/NiOx ინტერფეისის სიმტკიცე.
მკვლევარებმა უჯრედი ააგეს შუშისა და კალის ოქსიდის (FTO) სუბსტრატით, HTL, რომელიც დაფუძნებულია NiOx-ზე, ფენით.მეთილის შემცვლელი კარბაზოლი(Me-4PACz), როგორც ხვრელ-სატრანსპორტო ფენა, პეროვსკიტის ფენა, ფენეთილამონიუმის იოდიდის თხელი ფენა (PEAI), ელექტრონების ტრანსპორტირების ფენა, რომელიც დამზადებულია ბაკმინსტერფულერენისგან (C60), კალის (IV) ოქსიდის (SnO2) ბუფერული ფენა და ვერცხლისგან დამზადებული ლითონის კონტაქტი (Ag).
ჯგუფმა შეადარა DPPP დოპირებული მზის ელემენტის მუშაობა საცნობარო მოწყობილობას, რომელმაც მკურნალობა არ გაიარა.დოპირებული უჯრედმა მიაღწია ენერგიის გარდაქმნის ეფექტურობას 24.5%, ღია წრეში ძაბვა 1.16 V და შევსების კოეფიციენტი 82%.გაუქმებულმა მოწყობილობამ მიაღწია ეფექტურობას 22,6%, ღია წრეში ძაბვა 1,11 ვ და შევსების ფაქტორი 79%.
„შევსების ფაქტორისა და ღია წრედის ძაბვის გაუმჯობესებამ დაადასტურა დეფექტის სიმკვრივის შემცირება NiOx/პეროვსკიტის წინა ინტერფეისზე DPPP დამუშავების შემდეგ“, - განაცხადეს მეცნიერებმა.
მკვლევარებმა ასევე ააშენეს დოპირებული უჯრედი 1,05 სმ2 აქტიური ფართობით, რომელმაც მიაღწია ენერგიის გარდაქმნას.ეფექტურობა 23.9%-მდედა არ აჩვენა დეგრადაცია 1500 საათის შემდეგ.
"DPPP-ით, ატმოსფერულ პირობებში - ანუ დამატებითი გათბობის გარეშე - უჯრედის მთლიანი ენერგიის გარდაქმნის ეფექტურობა მაღალი იყო დაახლოებით 3500 საათის განმავლობაში", - თქვა მკვლევარმა ჩონგვენ ლიმ.პეროვსკიტის მზის უჯრედები, რომლებიც ადრე იყო გამოქვეყნებული ლიტერატურაში, 1500-დან 2000 საათის შემდეგ ხედავენ მათი ეფექტურობის მნიშვნელოვან ვარდნას, ასე რომ, ეს დიდი გაუმჯობესებაა.
ჯგუფმა, რომელმაც ცოტა ხნის წინ მიმართა DPPP ტექნიკის პატენტს, წარმოადგინა უჯრედის ტექნოლოგია "ლუისის ბაზის მოლეკულების რაციონალური დიზაინისთვისსტაბილური და ეფექტური ინვერსიული პეროვსკიტის მზის უჯრედები”, რომელიც ახლახან გამოქვეყნდა Science-ში.გუნდში შედიან მეცნიერები კანადის ტორონტოს უნივერსიტეტიდან, ასევე მეცნიერები ტოლედოს უნივერსიტეტიდან, ვაშინგტონის უნივერსიტეტიდან და შეერთებული შტატების ჩრდილო-დასავლეთის უნივერსიტეტიდან.
გამოქვეყნების დრო: თებ-27-2023