深圳北理莫斯科大学Na Liu&清华韦国丹团队成功研发新型1D钙钛矿PYFPbI3,提升有机阳离子稳定性
深圳北理莫斯科大学Na Liu&清华韦国丹团队成功研发新型1D钙钛矿PYFPbI3,提升有机阳离子稳定性
FA钙钛矿电池在性能上展现出了巨大潜力,然而有机阳离子的迁移问题始终制约着其发展,这对电池的性能产生了明显的影响。不过,值得欣喜的是,深圳北理莫斯科大学和清华大学的科研团队取得了新的进展!断裂后,会形成阳离子空位和不良的结构变化,这对电池性能产生了很大影响,让众多科研人员感到困扰。深圳北理莫斯科大学的刘娜与清华大学的韦国丹研究团队最近引入了一种名为吡咯烷的新化合物。
FA钙钛矿电池在性能上展现出了巨大潜力,然而有机阳离子的迁移问题始终制约着其发展,这对电池的性能产生了明显的影响。不过,值得欣喜的是,深圳北理莫斯科大学和清华大学的科研团队取得了新的进展!
钙钛矿电池的痛点
研究FA基混合卤化物钙钛矿电池时,遇到了不少挑战。有机阳离子的移动是难以避免的,这会引起严重的相分离。有机阳离子与[PbI6]4−八面体的化学键比较脆弱,在电池工作过程中容易断裂。断裂后,会形成阳离子空位和不良的结构变化,这对电池性能产生了很大影响,让众多科研人员感到困扰。
创新方案的引入
深圳北理莫斯科大学的刘娜与清华大学的韦国丹研究团队最近引入了一种名为吡咯烷的新化合物。这种化合物能有效提升吸电子氟取代的强度,进而增强有机阳离子与[PbI6]4−八面体晶格的结合力。这就像给原本脆弱的连接增添了加固的部件,从源头上解决了化学键容易断裂的问题。他们的研究成果已发表在知名期刊上。
异质结膜的获得
PbI2能与吡咯烷产生反应,这一特性帮助团队制得了1D/3D的异质结膜。利用这个成就,他们又构建了新的1D钙钛矿。这些异质结膜和新型结构为后续性能的增强打下了基础,成为了研究中的重大突破。
相稳定性的提升
实验结果显示,即便放置了8天,制备的异钙钛矿薄膜依旧保持光活性-α相。无需额外封装,其相稳定性就十分明显。这一特性在钙钛矿电池领域表现出色,预示着电池在实际使用中可以拥有更长的寿命和更高的稳定性。
转换效率的提高
这项技术提升了太阳能电池的功率转换率。特别是硬质电池,其转换率从24.48%提升到了25.39%,而软质电池也从23.86%提高到了24.26%。在1D/3D相关研究中,这些成果达到了最高水平,有力证明了该方案的高效性。
稳定性的证明
器件在未封装状态下,经过350小时以上的连续最大功率点跟踪测试,其功率转换效率仍保持在初始值的九成左右。这一测试结果充分显示出,这项技术对提升电池稳定性有着显著作用,从而使采用FA基混合卤化物钙钛矿材料的电池,更接近实际应用需求。
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