钙钛矿溶液老化怎么办?已找到解决方案

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来自中国科学院青岛生物能源与生物过程技术研究所(QIBEBT)的研究小组对钙钛矿溶液的老化过程提出了新的认识,并找到了避免副反应的方法。

清洁的稳定剂硼酸三乙酯用于抑制钙钛矿溶液中的副反应。

钙钛矿太阳能电池在过去十年中发展迅速。但是,像硅太阳能电池一样,钙钛矿太阳能电池的效率高度依赖于钙钛矿层的质量,而钙钛矿层的质量与其结晶度有关。

不幸的是,用于制造太阳能电池的钙钛矿溶液的老化过程使溶液不稳定,从而导致器件的效率低和再现性差。反应物和制备条件也会导致质量下降。

为了解决这些问题,中国科学院青岛生物能源与生物过程技术研究所(QIBEBT)的研究小组对钙钛矿溶液的老化过程提出了新的认识,并找到了避免副反应的方法。

这项研究于3月17日发表在《化学》杂志上,标题为“钙钛矿溶液老化:发生了什么以及如何抑制?”

该论文的通讯作者庞淑萍教授说:“即使对钙钛矿型太阳能电池进行了10年的研究,也不能跟上钙钛矿型太阳能电池效率的快速提高。”

庞教授说:“通常,我们需要高温和长时间才能完全溶解反应物,但是一些副反应可能同时发生。”“幸运的是,我们找到了抑制它们的方法。”

庞教授说,实现钙钛矿太阳能电池的高度稳定在商业化钙钛矿太阳能电池中尤为重要,因为这将使制造具有高一致性的设备更加容易。

QIBEBT的副教授,该论文的第一作者王晓说,当溶液中同时存在碘化甲基铵和碘化甲铵时,就会发生侧面缩合反应。它们代表了钙钛矿溶液老化过程中的主要副反应,尽管溶质和溶剂之间的其他副反应也可能在非常高的温度下发生。

范应平,一个研究生科学与技术(QUST)和纸张的共同第一作者的青岛大学,研究了很多方法阻止不需要的副反应,但最后发现,低沸点的稳定硼酸三是非常有效。

FAN还指出,它是一种清洁的稳定剂,因为在随后的热退火处理过程中可以将其从薄膜中完全去除。

有了这种新的稳定剂,钙钛矿太阳能电池的可重复性大大提高了。QIBEBT的CuiGuanglei教授说:“现在,我们在制造设备之前不需要每次都提供新的解决方案。”他指出,这一发现对于钙钛矿模块的制造非常重要。

文章来源:中国院院士的科学

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