تنظيم بصري للمكونات لتحقيق خلايا شمسية مكدسة عالية الكفاءة وثابتة من البيروفسكايت غير العضوي بالكامل/العضوي

Ji-xiang Yuan ,  

Hai-di Yang ,  

Ruo-peng Zhang ,  

Peng-peng Dong ,  

Wei-jie Chen ,  

Yao-wen Li ,  

摘要

تعد الخلايا الشمسية المكدسة ذات البيروفسكايت غير العضوي بالكامل/العضوية (TSCs) واعدة لتجاوز حد شوكلي-كوييسر ذو الوصلة الواحدة. ومع ذلك، تسبب تأثيرات ترشيح الخلايا الأمامية ذات البيروفسكايت ذو الفجوة العريضة فقدان عدم تطابق التيار الضوئي وتغير ديناميكيات حاملات الشحنة في الخلايا الخلفية العضوية، مما يؤدي إلى خسائر طاقة كبيرة ويحد من تحسين أداء الأجهزة المكدسة. تقترح هذه الدراسة استراتيجية تنظيم بصرية للمكونات: من خلال زيادة محتوى المكون المستقبل في التقاء الجسم المختلط العضوي (BHJ)، تم تعزيز قدرة الفيلم على التقاط الفوتونات تحت ظروف الترشيح في الأشعة تحت الحمراء القريبة، مما يجعل التيار الضوئي للخلايا الأمامية والخلفية أكثر توازناً ويقلل بشكل فعال من الخسائر البصرية لـ TSCs. بالإضافة إلى ذلك، توفر هذه الاستراتيجية مساراً إضافياً لنقل الإلكترونات، مما يوازن بين تنقلات الثقوب والإلكترونات، وبالتالي يمنع التراكب الثنائي الجزيئي ويعزز تفكك الإثارة. في النهاية، تحققت كفاءة تحويل ضوئي كهربائي بنسبة 23.65٪ وفولتية مفتوحة مقدارها 2.17 فولت وعامل تعبئة بنسبة 79.58٪ في الخلايا الشمسية المكدسة. علاوة على ذلك، أظهر الجهاز استقراراً جيداً في التشغيل، حيث حافظ على 88٪ من الكفاءة الأولية بعد تشغيل مستمر لمدة 1000 ساعة، واستقرارًا جيدًا تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية.

关键词

خلايا شمسية مكدسة;بيروفسكايت غير عضوي بالكامل;فولتوضوئي عضوي;تلاقي جسم مختلط;ديناميكيات حاملات الشحنة;خسائر الطاقة

阅读全文