Secondo uno studio pubblicato su Nano Energy , un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Chen Chong dell'Istituto di scienze fisiche Hefei dell'Accademia cinese delle scienze ha aumentato l'efficienza di conversione fotoelettrica (PCE) delle celle solari di perovskite (PSC) al 24,5%.
Hanno utilizzato il nanomateriale inorganico solfossido di stagno (SnSO) come drogante per ossidare e regolare lo strato di trasporto dei fori organici 2,2′,7,7′-tetrakis[N,N-di(4-metossifenil)ammino]-9 ,9-spirobifluorene (spiro-OMeTAD).
Spiro-OMeTAD è il materiale dello strato di trasporto dei fori (HTL) più critico. Per migliorare la capacità di trasporto della carica di spiro-OMeTAD, è necessaria la trifluorometansulfonilimmide di litio (Li-TFSI) per mediare la reazione tra ossigeno e spiro-OMeTAD.
Tuttavia, questo metodo di drogaggio tradizionale ha una bassa efficienza di drogaggio e un eccesso di Li-TFSI rimarrà nel film spiro-OMeTAD, portando a una diminuzione della compattezza e della conduttività a lungo termine del film. La durata della reazione di ossidazione richiede solitamente dalle 10 alle 24 ore per raggiungere la conduttività e la funzione di lavoro desiderate.
In questo studio, i ricercatori hanno sviluppato una strategia rapida e riproducibile per controllare l'ossidazione del nanomateriale. Hanno utilizzato il nanomateriale SnSO per preossidare spiro-OMeTAD in spiro-OMeTAD .+ TFSI - radicali liberi nelle soluzioni precursori. Ciò ha migliorato la conduttività, ottimizzato la posizione del livello energetico dell'HTL e raggiunto un PCE elevato del 24,5%.
Hanno scoperto che l'HTL spiro-OMeTAD regolato da SnSO ha una morfologia priva di fori stenopeici, uniforme e liscia. Sia le sue prestazioni che la morfologia rimangono stabili anche in condizioni di alta temperatura e umidità elevata.
"Inoltre, il processo di ossidazione richiede solo poche ore, il che è positivo per migliorare l'efficienza della preparazione commerciale delle PSC", ha affermato il prof. Chen Chong.
Questo studio fornisce una strategia efficace per migliorare ulteriormente l'efficienza e la stabilità delle PSC, il che è di grande importanza per promuoverne la commercializzazione.
Ulteriori informazioni: Mengqi Jin et al, Un'ossidazione regolata da nanomateriali dello strato di trasporto dei fori per celle solari in perovskite altamente stabili ed efficienti, Nano Energy (2024). DOI:10.1016/j.nanoen.2024.109438
Informazioni sul giornale: Nanoenergia
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
