Forbedret effektivitet og stabilitet af CQD-solceller ved hjælp af en organisk tynd film

For nylig, strømkonverteringseffektiviteten (PCE) af kolloide kvanteprikker (CQD)-baserede solceller er blevet forbedret, bane vejen for deres kommercialisering på forskellige områder; alligevel, de er stadig langt fra at blive kommercialiseret på grund af deres effektivitet, der ikke matcher deres stabilitet. I denne forskning, et KAIST-hold opnåede meget stabile og effektive CQD-baserede solceller ved at bruge et amorft organisk lag til at blokere ilt- og vandgennemtrængning.

CQD-baserede solceller er lette, fleksibel, og de øger lyshøsten ved at absorbere nær-infrarødt lys. De henleder særlig opmærksomhed for deres optiske egenskaber, der kontrolleres effektivt ved at ændre kvanteprikstørrelserne. Imidlertid, de er stadig uforenelige med eksisterende solceller med hensyn til effektivitet, stabilitet, og omkostninger. Derfor, der er stor efterspørgsel efter en ny teknologi, der samtidig kan forbedre både PCE og stabilitet, mens der bruges et billigt elektrodemateriale.

Som svar på dette krav, Professor Jung-Yong Lee fra Graduate School of Energy, Miljø, Vand og bæredygtighed og hans team introducerede en teknologi til at forbedre effektiviteten og stabiliteten af ​​CQD-baserede solceller.

Holdet fandt ud af, at en amorf organisk tynd film har en stærk modstand mod ilt og vand. Ved at bruge disse egenskaber, de brugte dette doterede organiske lag som et top-hole selektivt lag (HSL) for PbS CQD solceller, og bekræftede, at lagets hydro/oxofobiske egenskaber effektivt beskyttede PbS-laget. Ifølge simuleringer af molekylær dynamik, laget udsatte markant ilt- og vandgennemtrængningen i PbS-laget. I øvrigt, den effektive indsprøjtning af hullerne i laget reducerede grænseflademodstanden og forbedrede ydeevnen.

Med denne teknologi, holdet udviklede endelig CQD-baserede solceller med fremragende stabilitet. PCE af deres enhed stod på 11,7 procent og bibeholdt over 90 procent af sin oprindelige ydeevne, når den blev opbevaret i et år under omgivende forhold.

Professor Lee sagde, "Denne teknologi kan også anvendes på QD LED'er og Perovskite-enheder. Jeg håber, at denne teknologi kan fremskynde kommercialiseringen af ​​CQD-baserede solceller."