Light: Science & Applications -- 单乙醇胺添加剂改善Sb2S3吸光层

百科   2024-10-14 13:04   北京  

(理解和翻译不当之处,恳请各位领导、老师、前辈、同行批评指正)

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https://www.nature.com/articles/s41377-024-01620-0#Sec13


室内光伏 (IPV) 因可持续为物联网 (IoT) 电子设备供电而受到越来越多的关注。Sb2S3 是一种很有前途的 IPV 候选材料,其带隙约为 1.75 eV,接近室内能量收集的最佳值。然而,Sb2S3 太阳能电池的性能受到非辐射复合的限制,而非辐射复合取决于吸收膜的质量。增材工程是一种有效的策略,可以微调溶液处理膜的性能。这项研究表明,在前体溶液中添加单乙醇胺 (MEA) 可以控制 Sb2S3 膜的成核和生长,从而能够沉积高质量的 Sb2S3 吸收剂,降低晶界密度、优化能带位置并增加载流子浓度。结合计算,结果表明 MEA 的加入可实现更高效、更有利于能量的沉积,从而增强基底上的异质成核,从而增大晶粒尺寸并加速 Sb2S3 薄膜的沉积速率。由于 Sb2S3 吸收膜中的载流子复合受到抑制、电荷-载流子传输得到改善,MEA 调制的 Sb2S3 太阳能电池在 AM1.5 G 照明下的功率转换效率 (PCE) 为 7.22%,在 1000 lux 白光发光二极管 (WLED) 照明下的 IPV PCE 为 17.55%,这是迄今为止报道的 Sb2S3 IPV 的最高值。此外,作者构建了高性能大面积 Sb2S3 IPV 微型模块为物联网无线传感器供电,并实现了在办公室 WLED 照明下对环境参数的长期连续记录。这项工作凸显了 Sb2S3 光伏在室内能量收集方面的巨大前景。


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