突破性研究提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率
由 Sung-Yeon Jang、Jungki Ryu 和 Ji-Wook Jang 教授共同领导的 UNIST 能源与化学工程学院的研究团队与高丽大学 Sang Kyu Kwak 教授合作，在钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率。他们的开创性工作不仅为钙钛矿太阳能电池(PSC)的商业化铺平了道路，而且为绿色制氢技术提供了巨大潜力，确保长期高效运行。
钙钛矿太阳能电池(PSC)因其低性和广泛的光吸收能力而受到关注，使其在光伏应用中极具前景。然而，锡铅卤化物钙钛矿(TLHP)中固有离子空位的存在带来了挑战，导致向内金属扩散加速器件退化。
为了应对这一挑战，研究团队使用胺官能化苝二酰亚胺(PDINN)开发了一种化学保护性阴极中间层。通过利用其亲核位点形成三齿金属配合物，PDINN 有效地提取电子并抑制向内的金属扩散。新型溶液加工 PDINN 阴极中间层在稳定基于 TLHP 的光伏 (PV) 和光电化学 (PEC) 器件方面表现出了卓越的性能。
该光伏器件实现了令人印象深刻的 23.21% 效率，在 60 °C 下运行 750 小时后保持率超过 81%，在 23 ± 4 °C 下运行 3100 小时后保持率超过 90%。此外，基于 TLHP 的 PEC 装置与生物质氧化相结合，表现出创纪录的高无偏太阳能产氢率，达到 33.0 mA cm−2，比美国设定的目标高出约 1.7 倍。 -太阳制氢。
他们对阴极中间层的创新设计成功地证明了 TLHP 在高效、稳定的光转换方面的巨大潜力。
“我们极大地提高了锡铅 PSC 的长期稳定性，”Jang 教授解释道。“我们的目标不仅是将光能转化为电能，而且还要开发生态友好的方法来生产基本化学品，例如氢气，这些化学品构成了各个行业的基础。”
该研究成果已于2023年11月30日在线发表在 Advanced Energy Materials 上。该研究得到了科学和信息通信技术部(MSIT)下属的韩国国家研究基金会(NRF)的支持。
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