office@icp.ac.ru
+7 496 522-51-64
|
Первоскитные солнечные батареи (PSCs) являются перспективным типом батарей с высокой эффективностью преобразования энергии. Однако один из главных вызовов в их разработке – это присутствие дефектов в первоскитных пленках, которые значительно ограничивают фотоэлектрическую эффективность и стабильность батарей. В данном исследовании ученые предложили новый подход к пассивации дефектов в первоскитных пленках с помощью мультифункциональной молекулы бензокаин гидрохлорида (BHC). Исследователи показали, что BHC сильно взаимодействует с компонентами первоскитного прекурсора и способствует изменению морфологии первоскитной пленки. Это позволяет улучшить выравнивание энергетических уровней на поверхности пленки и повысить эффективность транспортировки и извлечения носителей заряда.  В результате, BHC приводит к увеличению напряжения холостого хода (VOC) и коэффициента заполнения (FF), что повышает фотоэлектрическую эффективность (PCE) солнечных батарей. Ученые установили, что PCE первоскитных солнечных батарей с никелевым оксидом в качестве слоя транспорта дырок увеличилась с 20,0% до 22,1% после пассивации BHC. Кроме того, пассивированные батареи продемонстрировали повышенную стабильность. Расчеты DFT подтвердили способность BHC к улучшению выравнивания зон и предотвращению скопления дырок на границе раздела. В этой работе ученые успешно сочетают теоретические расчеты с оптическими и электрическими характеристиками, что позволяет продемонстрировать преимущества пассивации BHC. Данное исследование открывает новые пути для улучшения эффективности и стабильности первоскитных солнечных батарей и способствует их коммерческому развитию. Исследование проведено коллективом авторов ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Лаврентий Гуцев – Лаборатория структурной химии, Виктория Озерова – Группа молекулярной и гибридной электроники, Никита Емельянов, Валерия Большакова, Павел Трошин – Лаборатория функциональных материалов для электроники и медицины, Никита Слесаренко – Лаборатория ядерного магнитного резонанса, Сергей Михайлович Алдошин – научный руководитель ФИЦ ПХФ и МХ РАН при участии других центров исследований:
Zukang Chen, Shuguang Cao, Shizi Luo, Lavrenty G Gutsev, Xiaoli Chen, Victoria V Ozerova, Nikita A Emelianov, Nikita A Slesarenko, Valeria S. Bolshakova, Yupeng Zheng, Zhuoneng Bi, Sergey M. Aldoshin, |
Первоскитные солнечные батареи (PSCs) являются перспективным типом батарей с высокой эффективностью преобразования энергии. Однако один из главных вызовов в их разработке – это присутствие дефектов в первоскитных пленках, которые значительно ограничивают фотоэлектрическую эффективность и стабильность батарей.
В данном исследовании ученые предложили новый подход к пассивации дефектов в первоскитных пленках с помощью мультифункциональной молекулы бензокаин гидрохлорида (BHC).
Исследователи показали, что BHC сильно взаимодействует с компонентами первоскитного прекурсора и способствует изменению морфологии первоскитной пленки. Это позволяет улучшить выравнивание энергетических уровней на поверхности пленки и повысить эффективность транспортировки и извлечения носителей заряда.
В результате, BHC приводит к увеличению напряжения холостого хода (VOC) и коэффициента заполнения (FF), что повышает фотоэлектрическую эффективность (PCE) солнечных батарей.
Ученые установили, что PCE первоскитных солнечных батарей с никелевым оксидом в качестве слоя транспорта дырок увеличилась с 20,0% до 22,1% после пассивации BHC. Кроме того, пассивированные батареи продемонстрировали повышенную стабильность.
Расчеты DFT подтвердили способность BHC к улучшению выравнивания зон и предотвращению скопления дырок на границе раздела.
В этой работе ученые успешно сочетают теоретические расчеты с оптическими и электрическими характеристиками, что позволяет продемонстрировать преимущества пассивации BHC. Данное исследование открывает новые пути для улучшения эффективности и стабильности первоскитных солнечных батарей и способствует их коммерческому развитию.
Исследование проведено коллективом авторов ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Лаврентий Гуцев – Лаборатория структурной химии, Виктория Озерова – Группа молекулярной и гибридной электроники, Никита Емельянов, Валерия Большакова, Павел Трошин – Лаборатория функциональных материалов для электроники и медицины, Никита Слесаренко – Лаборатория ядерного магнитного резонанса, Сергей Михайлович Алдошин – научный руководитель ФИЦ ПХФ и МХ РАН при участии других центров исследований:
- Гуанчжоуский институт преобразования энергии, Ключевая лаборатория возобновляемой энергии, Китайская академия наук, КНР
- Китайский университет науки и технологий, Хэфэй, КНР
- Институт микропроизводства, Луизианский технический университет, США
- Научно-исследовательский институт HIT в Чжэнчжоу, КНР
- Физический факультет, Florida A&M University, США
- Школа энергетики и окружающей среды, Факультет материаловедения и инженерии, Центр функциональной фотоники (CFP), КНР
- Научно-исследовательский институт Shenzhen City University of Hong Kong, КНР
- Южно-китайский технологический университет, КНР
Zukang Chen, Shuguang Cao, Shizi Luo, Lavrenty G Gutsev, Xiaoli Chen, Victoria V Ozerova, Nikita A Emelianov, Nikita A Slesarenko, Valeria S. Bolshakova, Yupeng Zheng, Zhuoneng Bi, Sergey M. Aldoshin,
Pavel A. Troshin, B. Ramu Ramachandran, Gennady L. Gutsev, Hsien-Yi Hsu, Qifan Xue, Xueqing Xu, // Enhanced Performance and Stability of Perovskite Solar Cells Through Surface Modification with Benzocaine Hydrochloride // ACS applied materials & interfaces, том 16, издание 38, страницы 50706-50716 Q-1, IF=9.5