Le triiodure de plomb de césium inorganique chimiquement et thermiquement stable (CsPbI3 ) la pérovskite a montré un grand potentiel pour les applications photovoltaïques. DMAPbI3 (diméthylammonium [DMA]) ou "HPbI3 "-La cristallisation assistée est efficace pour la préparation de CsPbI3 en phase β ou γ de haute qualité. films, mais cela provoque malheureusement du DMAPbI3 résidus et la dégradation des performances et de la stabilité photovoltaïques.
Dans une étude récente publiée dans Joule , le groupe de recherche dirigé par le professeur Hu Jinsong de l'Institut de chimie de l'Académie chinoise des sciences (ICCAS) a développé une stratégie universelle d'extraction de DMA facilitée par les liaisons hydrogène pour fabriquer du CsPbI inorganique efficace et stable3 cellules solaires.
Les chercheurs ont introduit l'acide polyacrylique (PAA) dans le CsPbI3 inorganique. précurseurs constitués de CsI, PbI2 et DMAI. Lors de la formation de CsPbI3 le PAA pourrait former les liaisons hydrogène avec le DMA, ce qui accélère la décomposition du DMAPbI3 et extraction de DMA. L'échantillon ajouté au PAA a présenté une transformation de phase relativement plus rapide et a atteint le CsPbI3 de haute qualité. film sans résidu de DMA. Des recherches expérimentales et théoriques systématiques ont révélé que la liaison hydrogène facilitait l'extraction du DMA en abaissant la barrière énergétique qui s'échappe.
La stratégie est également applicable à d'autres additifs pouvant former des liaisons hydrogène avec le DMA, tels que le polyacrylonitrile (PAN) ou la poly(4-vinylpyridine) (PVP).
En combinaison avec des couches de transport de trous stables en poly(3-hexylthiophène) (P3HT), le CsPbI3 Les cellules solaires à pérovskite (PSC) avec traitement PAA ont atteint un rendement de conversion de puissance (PCE) de 20,25 %, le rendement le plus élevé rapporté sur CsPbI3 PSC avec une couche de transport de trous (HTL) P3HT sans dopant. Les appareils ont démontré une humidité et une stabilité opérationnelle supérieures en termes de maintien de 94 % de leur PCE initial après vieillissement dans des conditions de faible humidité relative (HR) (<15 %) pendant 10 224 h et de plus de 93 % de PCE après un éclairage continu pendant 570 h.
Cette stratégie a permis la cristallisation sans danger pour l'environnement de CsPbI3 , a ainsi considérablement étendu la fenêtre d'humidité de fabrication (jusqu'à 80 % HR) et de température, ouvrant des opportunités pour la construction de modules PSC entièrement inorganiques.
Plus d'informations : Ming-Hua Li et al, Extraction de diméthylammonium facilitée par la liaison hydrogène pour des cellules solaires CsPbI3 stables et efficaces avec un traitement sans danger pour l'environnement, Joule (2023). DOI :10.1016/j.joule.2023.09.009
Informations sur le journal : Joule
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
