钙钛矿太阳能电池“内封装”!水中发电效率>21%

学术   2024-11-20 19:46   广东  

采用聚合物材料实现钙钛矿太阳能电池的内封装技术,这对于防止钙钛矿在光热湿下的降解,以及功能层间的离子是十分有帮助的,小编也十分信任内封装技术对钙钛矿电池的稳定性提升作用。唯一需要注意的就是聚合物材料的绝缘性质,往往会一定程度的抑制电荷传输。平衡电荷传输和有效内封装将无限放大聚合物材料或其他材料内封装技术的应用潜力。
本周Wiley连续报道了两篇聚合物内封装的工作,分别发表于
1、AFM“Internal Encapsulation Enables Efficient and Stable Perovskite Solar Cells”,链接为《https://doi.org/10.1002/adfm.202414004》,采用聚四氟乙烯(PTFE)作为界面封装层,我们大致看看对稳定性的帮助,提高薄膜在85°C&35%RH相对湿度下的稳定性:
2、AM “A Stepwise Melting-Polymerizing Molecule for Hydrophobic Grain-Scale Encapsulated Perovskite Solar Cell”,清晰了展示了聚合物材料的逐步内封过程,尤其展示了未封装的FAPbI3钙钛矿电池在水中的光电性能!
背景:尽管钙钛矿太阳能电池的效率在不断提高,但钙钛矿的稳定性问题一直是其商业化的重大障碍。

策略:为了应对这一挑战,设计了一种逐步熔化聚合分子(SMPM)作为FAPbI3钙钛矿的添加剂。在钙钛矿退火过程中,SMPM经历了三个阶段的相变:最初从固体熔化到液态,然后是溢出晶界,最后自聚合形成钙钛矿太阳能电池中的疏水晶粒级包封,提供防止湿度引起的降解的保护。


利用这种独特的性质,再加上改进结晶、减少非辐射复合和能级定向的优点,FAPbI3基钙钛矿太阳能电池具有25.21%(小面积)和22.94% (1 cm 2)的功率转换效率和超过2000 h的T95的稳定性(85%相对湿度)。此外,没有外部封装的SMPM基钙钛矿太阳能电池在水下工作期间保持了令人印象深刻的稳定性,其中黑色FAPbI3相保持不变,Pb泄漏也有效抑制。


因此,SMPM策略可以为钙钛矿太阳能电池的商业化提供稳定和环境问题的可持续解决方案。


12月15-17日,第七届全球钙钛矿与叠层电池(长三角)产业化论坛将在江苏扬州召开,欢迎各大企业报名参与!

来源:钙钛矿太阳能电池之基石搭建


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