Mae grŵp o wyddonwyr o UDA-Canada wedi defnyddio moleciwlau sylfaen Lewis i wella goddefiad arwyneb mewn cell solar perofskite.Cynhyrchodd y tîm ddyfais gyda foltedd cylched agored uchel a lefelau sefydlogrwydd rhyfeddol.
Mae tîm ymchwil o UDA-Canada wedi gwneud perofskite gwrthdrocell solartrwy ddefnyddio moleciwlau sylfaen Lewis ar gyfer goddefiad arwyneb.Defnyddir seiliau Lewis yn gyffredinol mewn ymchwil solar perovskite i oddef diffygion wyneb yn yr haen perovskite.Mae hyn yn cael effeithiau cadarnhaol ar aliniad lefel egni, cineteg ailgyfuniad rhyngwynebol, ymddygiad hysteresis, a sefydlogrwydd gweithredol.
“Disgwylir i sylfaenoldeb Lewis, sy’n gymesur yn wrthdro ag electronegatifedd, bennu’r egni rhwymol a sefydlogi rhyngwynebau a ffiniau grawn,” meddai’r gwyddonwyr, gan nodi bod y moleciwlau wedi profi i fod yn hynod effeithlon wrth greu bondio cryf rhwng yr haenau celloedd yn lefel y rhyngwyneb.“Gall moleciwl sylfaen Lewis gyda dau atom sy’n rhoi electronau rwymo a phontio rhyngwynebau a ffiniau daear o bosibl, gan gynnig y potensial i wella’r adlyniad a chryfhau caledwch mecanyddol celloedd solar perofsgite.”
Defnyddiodd y gwyddonwyr foleciwl sylfaen Lewis deuffosffin o'r enw 1,3-bis(diphenylphosphino) propan (DPPP) i oddef un o'r perovskites halid mwyaf addawol - y formamidinium plwm ïodid a elwir yn FAPbI3 - i'w ddefnyddio yn haen amsugno cell.
Fe wnaethant ddyddodi'r haen perovskite ar haen gludo twll â dop DPPP (HTL) wedi'i gwneud o nicel(II) ocsid (NiOx).Sylwasant fod rhai moleciwlau DPPP wedi'u haildoddi a'u gwahanu yn y rhyngwyneb perovskite/NiOx a'r rhanbarthau arwyneb perovskite, a bod crisialu'r ffilm perovskite wedi gwella.Dywedasant fod y cam hwn yn gwella ymecanyddolcaledwch y rhyngwyneb perovskite/NiOx.
Adeiladodd yr ymchwilwyr y gell gyda swbstrad wedi'i wneud o wydr a thun ocsid (FTO), yr HTL yn seiliedig ar NiOx, haen ocarbazole amnewid methyl(Me-4PACz) fel yr haen trafnidiaeth twll, yr haen perovskite, haen denau o ïodid phenethylammonium (PEAI), haen cludo electron wedi'i gwneud o buckminsterfullerene (C60), haen glustogi tun (IV) ocsid (SnO2), a cyswllt metel wedi'i wneud o arian (Ag).
Cymharodd y tîm berfformiad y gell solar â dop DPPP â dyfais gyfeirio nad aeth trwy'r driniaeth.Cyflawnodd y gell doped effeithlonrwydd trosi pŵer o 24.5%, foltedd cylched agored o 1.16 V a ffactor llenwi o 82%.Cyrhaeddodd y ddyfais heb ei dopio effeithlonrwydd o 22.6%, foltedd cylched agored o 1.11 V a ffactor llenwi o 79%.
“Cadarnhaodd y gwelliant ar ffactor llenwi a foltedd cylched agored y gostyngiad mewn dwysedd diffygion yn rhyngwyneb blaen NiOx / perovskite ar ôl triniaeth DPPP,” meddai’r gwyddonwyr.
Adeiladodd yr ymchwilwyr gell dop hefyd gydag ardal weithredol o 1.05 cm2 a gyflawnodd drawsnewidiad pŵereffeithlonrwydd hyd at 23.9%ac ni ddangosodd unrhyw ddiraddiad ar ôl 1,500 h.
“Gyda DPPP, o dan amodau amgylchynol - hynny yw, dim gwres ychwanegol - arhosodd effeithlonrwydd trosi pŵer cyffredinol y gell yn uchel am oddeutu 3,500 awr,” meddai’r ymchwilydd Chongwen Li.“Mae’r celloedd solar perovskite sydd wedi’u cyhoeddi’n flaenorol yn y llenyddiaeth yn dueddol o weld gostyngiad sylweddol yn eu heffeithlonrwydd ar ôl 1,500 i 2,000 o oriau, felly mae hyn yn welliant mawr.”
Cyflwynodd y grŵp, a wnaeth gais yn ddiweddar am batent ar gyfer y dechneg DPPP, y dechnoleg gell yn “Dyluniad rhesymegol moleciwlau sylfaen Lewis ar gyfercelloedd solar perofskite gwrthdro sefydlog ac effeithlon,” a gyhoeddwyd yn ddiweddar yn Science.Mae'r tîm yn cynnwys academyddion o Brifysgol Toronto yng Nghanada, yn ogystal â gwyddonwyr o Brifysgol Toledo, Prifysgol Washington, a Phrifysgol Northwestern yn yr Unol Daleithiau.
Amser post: Chwe-27-2023