Старение перовскитового раствора: ученые из Китая нашли решение

21.03.2020

Перовскитные солнечные фотоэлементы быстро развивались в последнее десятилетие. 
Но, как и кремниевые элементы, эффективность солнечных батарей на основе перовскита сильно зависит от качества слоя перовскита, который связан с его кристалличностью.
К сожалению, процесс старения раствора перовскита делает решение нестабильным, что делает солнечные модули на его основе низко эффективными. Реактивы и условия изготовления также способствуют низкому качеству.
Чистый стабилизатор триэтилборат
Чистый стабилизатор триэтилборат используется для ингибирования побочных реакций в растворе перовскита.
Для борьбы с этими проблемами исследовательская группа из Института биоэнергетики и биотехнологии Циндао (QIBEBT) Академии наук Китая (CAS) предложила новое понимание процесса старения раствора перовскита, а также нашла способ избежать побочных реакций. Данное исследование было опубликовано в Chem 17 марта под названием «Старение раствора перовскита: как это предотвратить?».
Автор статьи профессор Панг Шупинг сказал: «Глубокое понимание химии фундаментальных растворов» не поспевает за быстрым повышением эффективности солнечных элементов на основе перовскитов, даже если бы такие элементы изучались в течение 10 лет. Обычно нам требуется высокая температура и длительное время для полного растворения реагентов, но некоторые побочные реакции могут происходить одновременно. К счастью, мы нашли способ помешать им».
Достижение высокостабильного раствора перовскита особенно важно при коммерциализации перовскитных солнечных элементов, поскольку будет легче создавать устройства с высокой консистенцией.
Ван Сяо, доцент QIBEBT и первый автор статьи, отметил, что побочные реакции конденсации происходят, когда в растворе сосуществуют йодид метил аммония и йодид формамидиния. Они представляют собой основные побочные реакции при старении раствора перовскита, хотя другие побочные реакции между растворенным веществом и растворителем могут происходить при очень высокой температуре.
Фан Инпин, аспирант Университета науки и технологии Циндао (QUST) и соавтор статьи, изучил множество методов остановки нежелательных побочных реакций. В результате ученый узнал, что стабилизатор триэтилборат с низкой температурой кипения был очень эффективен. Специалист также отметил, что это «чистый» стабилизатор, потому что он может быть полностью удален из пленки во время следующей термической обработки отжигом.
Благодаря этому новому стабилизатору воспроизводимось перовскитных солнечных элементов значительно улучшилась. Теперь ученым не нужно каждый раз находить новые решения перед тем, как создавать устройства, что очень важно в деле производства модулей из перовскита.