El triyoduro de plomo y cesio inorgánico, química y térmicamente estable (CsPbI3 ) la perovskita ha demostrado un gran potencial para aplicaciones fotovoltaicas. DMAPbI3 (dimetilamonio [DMA]) o "HPbI3 "-la cristalización asistida es eficaz para la preparación de CsPbI3 de fase β o γ de alta calidad. películas, pero desafortunadamente causa DMAPbI3 residuos y la degradación del rendimiento y la estabilidad fotovoltaica.
En un estudio reciente publicado en Joule , el grupo de investigación dirigido por el Prof. Hu Jinsong del Instituto de Química de la Academia de Ciencias de China (ICCAS) desarrolló una estrategia universal de extracción de DMA facilitada por enlaces de hidrógeno para fabricar CsPbI3 inorgánico eficiente y estable. células solares.
Los investigadores introdujeron ácido poliacrílico (PAA) en el CsPbI3 inorgánico. precursores compuestos de CsI, PbI2 y DMAI. Durante la formación de CsPbI3 el PAA podría formar enlaces de hidrógeno con DMA, lo que acelera la descomposición de DMAPbI3 y extracción de DMA. La muestra a la que se añadió PAA mostró una transformación de fase relativamente más rápida y logró la CsPbI3 de alta calidad. Película sin residuos de DMA. Investigaciones experimentales y teóricas sistemáticas revelaron que los enlaces de hidrógeno facilitaron la extracción de DMA al reducir la barrera de energía que se escapa.
La estrategia también es aplicable a otros aditivos que pueden formar enlaces de hidrógeno con DMA, como el poliacrilonitrilo (PAN) o la poli(4-vinilpiridina) (PVP).
Combinando con capas estables de transporte de agujeros de poli(3-hexiltiofeno) (P3HT), el CsPbI3 Las células solares de perovskita (PSC) con tratamiento PAA lograron una eficiencia de conversión de energía (PCE) del 20,25 %, la eficiencia más alta registrada en CsPbI3 PSC con una capa de transporte de orificios (HTL) P3HT sin dopantes. Los dispositivos demostraron humedad superior y estabilidad operativa en términos de mantener el 94% de su PCE inicial después de envejecer en condiciones de baja humedad relativa (RH) (<15%) durante 10,224 h y más del 93% de PCE después de iluminación continua durante 570 h. /P>
Esta estrategia permitió la cristalización ambientalmente benigna de CsPbI3 , amplió significativamente la ventana de humedad (hasta 80% HR) y temperatura de fabricación, abriendo oportunidades para la construcción de módulos PSC totalmente inorgánicos.
Más información: Ming-Hua Li et al, Extracción de dimetilamonio facilitada por enlaces de hidrógeno para células solares CsPbI3 estables y eficientes con procesamiento ambientalmente benigno, Joule (2023). DOI:10.1016/j.julio.2023.09.009
Información de la revista: Julio
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
