Forskere rapporterer teknik til at forlænge levetiden for perovskite solceller

En gruppe kemikere ved Kaunas University of Technology (KTU), Litauen, sammen med fysikerne fra Vilnius University og det schweiziske føderale institut for teknologi, Lausanne (EPFL), har afdækket en af ​​de mulige årsager bag den korte levetid for perovskite solceller og har tilbudt løsninger. Ifølge forskerne, hultransporterende materialer, der bruges i perovskit -solceller, reagerer med et af de mest populære tilsætningsstoffer, tert-butylpyridin, hvilket har en negativ indvirkning på den samlede enhedsydelse.

Selvom perovskite solceller tiltrækker opmærksomhed på grund af deres stigende effektomdannelseseffektivitet, billige materialer og relativt enkel fremstillingsproces, disse næste generations solceller er stadig i de tidlige stadier af kommercialisering i forhold til modne solteknologier. En af de største bekymringer er stabiliteten og den relativt korte levetid for perovskitelementerne.

Professor Vytautas Getautis fra KTU Fakultet for Kemisk Teknologi siger, at hidtil har der er ikke blevet lagt vægt på den mulige vekselvirkning mellem solcellens elementer. For første gang, KTU -kemikere har afdækket den kemiske reaktion mellem komponenterne i det hultransporterende lagsammensætning - halvlederen og tilsætningsstoffet, der bruges til at forbedre solcellens ydeevne.

"Vi har rejst en hypotese om, at tert-butylpyridin, som er et rutinemæssigt brugt additiv til forbedring af ydeevnen, reagerer med halvledere, dvs. hultransporterende materialer i solcellerne. På grund af reaktionen, effektiviteten af ​​det hultransporterende materiale falder, efterhånden som de nye pyridinerede produkter dannes, og dette har negativ indflydelse på cellens ydeevne, "forklarer professor Getautis.

Først, KTU -kemikerne syntetiserede og karakteriserede de pyridinerede produkter, som hypotetisk kan reducere effektiviteten af ​​hultransporterende materialer. Derefter, EPFL -fysikerne under prof. Mohammad Khaja Nazeeruddin bekræftede tilstedeværelsen af ​​produkterne i de ældre perovskit -solceller ved hjælp af massespektrometri, og beviste deres negative indflydelse på den samlede enhedsydelse.

"Koncentrationen af ​​disse produkter er meget lav efter flere måneders ældning af cellen. Men påvisning af de skadelige stoffer efter udnyttelse åbner nye veje i produktionen af ​​de langsigtede stabile perovskit-solceller, «siger professor Getautis.

KTU -forskere tilbyder flere løsninger for at undgå dette problem. Deres første forslag er at bruge mindre-nukleofile eller sterisk hindrede pyridinderivater. En anden mulighed ville være at ændre HTM-molekylstrukturen, så den ikke ville reagere med tert-butylpyridin.

Resultaterne blev offentliggjort i en artikel med titlen "Pyridering af hultransporterende materiale i perovskitsolceller sætter spørgsmålstegn ved den langsigtede stabilitet."