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2024-07-07 18:47:00
中国浙江大学の研究者らは、新しい高エントロピーハイブリッドペロブスカイト（HEHP）材料を使用して、反転ペロブスカイト太陽電池を設計しました。このアプローチにより、効率を損なうことなく安定性が向上しました。
HEHP構造は、非常に無秩序な有機分子によって特徴づけられます。これらの分子はエントロピーの増加に寄与し、熱安定性と構造の堅牢性を向上させます。 PVマガジン研究の共著者であるジンジン・スー氏はチームの調査結果を説明した。
「私たちの研究は、ペロブスカイト太陽電池の効率と安定性を向上させる、ある種の高エントロピー構造、すなわち高エントロピーハイブリッドペロブスカイトの可能性を浮き彫りにしています」とスー氏は語った。
この新素材の特徴は、多成分単相ペロブスカイト構造です。従来のペロブスカイトと比較して、この構造は高温でより高い相安定性を示し、核磁気共鳴（NMR）によって確認されています。 分光法。
「HEHP単結晶は、構成するすべての有機カチオンの特徴的なピークの集合を示し、それは5つの有機カチオンすべての等モル混合物のピークとよく一致していました」と研究チームは説明しています。これは、秩序だった無機フレームワークと無秩序な有機中間層を含むハイブリッド構造を示唆しています。
かつてない効率性と安定性
研究チームはHEHPフィルムを使用してペロブスカイト太陽電池を構築した。研究チームによると、このフィルムは優れた耐水性と耐湿熱性を誇るという。
太陽電池の構造には、インジウムスズ酸化物 (ITO) 基板、スズ酸化物 (SnO2) 電子輸送層 (ETL)、ペロブスカイト吸収体、Spiro-OMeTAD 正孔輸送層、および銀 (Ag) 金属接点が含まれます。
標準的な照明条件下では、セルは 25.7% の電力変換効率を達成し、基準デバイスの 23.2% を上回りました。開放電圧は 1.17 V に達し、短絡電流密度と充填率はそれぞれ 25.8 mA cm² と 85.2% でした。
注目すべきは、HEHP ベースのセルは、1,000 時間の動作後も初期効率の 98% 以上を維持したことです。これは、セルが長期にわたる実際のアプリケーションに適していることを示しています。
研究チームは、これらの改善は非放射性再結合の減少とHEHPの組み込みによるインターフェースの最適化によるものだと考えている。「電子的無秩序の減少においてHEHPが単一コンポーネントより優れているのは、さまざまな欠陥と相乗的に相互作用できる複数タイプのAサイトカチオンの共存によるものと考えられます」と研究チームはPV Magazineに語った。
太陽エネルギーの将来への影響
研究チームは、この新しいペロブスカイト材料が、さまざまなペロブスカイト組成やセル構造に幅広く適用できると考えています。
この汎用性により、HEHP は、さまざまな条件下でペロブスカイト太陽電池の性能を向上させるための、潜在的に普遍的でエラー耐性のある戦略として位置付けられ、業界がペロブスカイト デバイスの大量生産を拡大するにつれて、生産歩留まりを向上させる上で極めて重要であることが証明される可能性があります。
研究チームは、この発見の将来的な応用について楽観的だ。「これは、さまざまなシナリオでペロブスカイト太陽電池の性能を向上させるための、非常に普遍的でエラー耐性のある戦略として機能する可能性があり、将来の工業的大量生産におけるペロブスカイトデバイスの生産歩留まりを向上させるために重要です」と彼らは語った。 PVマガジン。
継続的な研究開発により、高エントロピーハイブリッドペロブスカイトは太陽エネルギーの潜在能力を最大限に引き出すのに役立つ可能性があります。
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編集者について
アマル・ジョス・チャッコ アマルは、典型的な仕事の日にコードを書き、かっこいい建物の写真を撮ったり、暖炉のそばで本を読んだりすることを夢見ています。彼は、テクノロジー、家電製品、写真、車、チェス、サッカー、F1 など、あらゆるものが大好きです。
#新しい逆ペロブスカイト太陽電池は効率25安定性98を向上