Selon une étude publiée dans Nano Energy , un groupe de recherche dirigé par le professeur Chen Chong des instituts de sciences physiques Hefei de l'Académie chinoise des sciences a augmenté l'efficacité de conversion photoélectrique (PCE) des cellules solaires à pérovskite (PSC) à 24,5 %.
Ils ont utilisé le nanomatériau inorganique sulfoxyde d'étain (SnSO) comme dopant pour oxyder et réguler la couche de transport de trous organiques 2,2′,7,7′-tétrakis[N,N-di(4-méthoxyphényl)amino]-9. ,9-spirobifluorène (spiro-OMeTAD).
Spiro-OMeTAD est le matériau de couche de transport de trous (HTL) le plus critique. Pour améliorer la capacité de transport de charge du spiro-OMeTAD, du trifluorométhanesulfonylimide de lithium (Li-TFSI) est nécessaire pour médier la réaction entre l'oxygène et le spiro-OMeTAD.
Cependant, cette méthode de dopage traditionnelle a une faible efficacité de dopage et un excès de Li-TFSI restera dans le film spiro-OMeTAD, entraînant une diminution de la compacité et de la conductivité à long terme du film. La durée de la réaction d'oxydation prend généralement 10 à 24 heures pour atteindre la conductivité et le travail de travail souhaités.
Dans cette étude, les chercheurs ont développé une stratégie rapide et reproductible pour contrôler l’oxydation du nanomatériau. Ils ont utilisé le nanomatériau SnSO pour pré-oxyder le spiro-OMeTAD en spiro-OMeTAD .+ TFSI - radicaux libres dans les solutions précurseurs. Cela a amélioré la conductivité, optimisé la position du niveau d'énergie du HTL et atteint un PCE élevé de 24,5 %.
Ils ont découvert que le spiro-OMeTAD HTL régulé par SnSO avait une morphologie sans piqûres, uniforme et lisse. Ses performances et sa morphologie restent stables même dans des conditions de température et d'humidité élevées.
"De plus, le processus d'oxydation ne prend que quelques heures, ce qui permet d'améliorer l'efficacité de la préparation commerciale des PSC", a déclaré le professeur Chen Chong.
Cette étude fournit une stratégie efficace pour améliorer davantage l'efficacité et la stabilité des PSC, ce qui est d'une grande importance pour promouvoir leur commercialisation.
Plus d'informations : Mengqi Jin et al, Une oxydation régulée par des nanomatériaux d'une couche de transport de trous pour des cellules solaires à pérovskite hautement stables et efficaces, Nano Energy (2024). DOI :10.1016/j.nanoen.2024.109438
Informations sur le journal : Nanoénergie
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
