¡Perovskita ya no tiene miedo de la humedad! La eficiencia de conversión fotoeléctrica alcanza el 24,1%. Huang Wei, académico de la Academia China de Ciencias, publicó un importante estudio en la revista internacional Science el 26 de marzo. Chen yonghua, Profesor del Instituto de materiales avanzados de la Universidad de tecnología de Nanjing, fue el primero en proponer el uso de "líquidos iónicos" multifuncionales como disolvente en lugar de disolventes orgánicos tradicionales para la preparación de materiales fotovoltaicos de Perovskita a fin de lograr la estabilidad de la Perovskita de yoduro de plomo de fase negra a temperatura ambiente y alta humedad. Se resolvieron los problemas mundiales en la preparación de Perovskita tradicional.Generación fotovoltaicaMaterial.

Líquidos iónicos desarrollados por el equipo de investigación, proporcionados por el Profesor Chen yonghua

Renovación del sistema de disolventes, Perovskita en el aire "Respiración libre"

En comparación con las células de silicio monocristalino tradicionales, los materiales fotovoltaicos Perovskita se han convertido en un foco de investigación debido a sus ventajas de ligereza, delgadez, bajo costo, protección ambiental y flexibilidad. Tradicionalmente, los materiales fotovoltaicos Perovskita tienen miedo del agua y el aire, especialmente los materiales fotovoltaicos Perovskita representados por la Perovskita amidina, que son "sensibles" al envejecimiento y la degradación funcional. Por lo tanto, se puede preparar bajo la protección de gas inerte.

Al mismo tiempo, en la comprensión actual, los materiales Perovskita sólo pueden utilizar no más de 5 disolventes. Muchos "puntos dolorosos" dificultan la expansión de la Perovskita.

"Dado que el mundo está investigando en este campo, vamos a hacer algo diferente." El profesor Chen yonghua de la Universidad de tecnología de Nanjing cree que si continuamos trabajando en sistemas de disolventes tradicionales, siempre habrá una sensación de "BOTAS picantes".

"Por qué no imaginar audazmente que la Perovskita también se puede preparar en un ambiente de alta humedad?" Todos hablan y Act úan de la misma manera. Pronto, el equipo se centró en encontrar un disolvente respetuoso con el medio ambiente, estable y compatible con las propiedades físicas y químicas.

En 2017, el equipo encontró un Líquido iónico de protones verdes que fue introducido en el proceso de preparación debido a la especificidad de sus grupos funcionales.

"La estructura única de anión y anión del Líquido iónico puede formar una gran red de enlaces de hidrógeno en la solución. Al mismo tiempo, los aniones orgánicos y los haluros metálicos forman quelatos para regular las propiedades de la solución precursora. Su acción química única puede controlar eficazmente el proceso cinético de cristalización de la Perovskita y, por lo tanto, producir películas perovskitas de alta calidad." Lu Hui, uno de los primeros autores del documento, dijo.

Sobre la base de las características de los líquidos iónicos, el equipo de investigación construyó una célula solar Perovskita en capas de alta eficiencia y estabilidad en 2020, con una eficiencia de conversión fotoeléctrica del 18,06%, rompiendo el récord en ese momento.

Se construye un "carril rápido" de reacción, que mejora en gran medida la tasa de conversión fotoeléctrica.

Debido a sus excelentes propiedades, la Perovskita amidina se considera el material más prometedor para alcanzar la eficiencia límite teórica. Sin embargo, su estabilidad es pobre y se descompone fácilmente en condiciones de alta humedad.

En la entrevista, Chen yonghua dibujó una película Perovskita para el reportero, hecha de material Perovskita a base de amidina, la mitad superior es Yodoformo formamidina, la mitad inferior es yoduro de plomo.

"La clave para lograr la estabilidad de la Perovskita amidina es cómo proporcionar una estructura de yoduro de plomo fuerte", explicó Chen. "El primer paso para una estructura de yoduro de plomo fuerte es preparar una solución estable de yoduro de plomo".

Sobre la base del diseño estructural y la preparación de disolventes iónicos líquidos multifuncionales, el equipo de Investigación encontró que el Grupo carbonilo en Form A de Metilamina líquida iónica puede quelar el plomo en el yoduro de plomo y formar enlaces de hidrógeno entre grupos aminérgicos y yodo.

"También nos complace observar que, en el proceso de formación de la película de yoduro de plomo, esta interacción hace que los cristales de yoduro de plomo se alineen regularmente, formando una serie de Canales iónicos a nanoescala y estructuras cristalinas de yoduro de plomo de crecimiento vertical que promueven la penetración de yoduro de formamidina en la película de Yoduro de plomo y se convierten rápida y firmemente en yoduro de plomo." Película Perovskita amidina. "Introducción de Chen yonghua.

Los resultados experimentales muestran que la eficiencia de conversión fotoeléctrica de los dispositivos preparados por el disolvente que utiliza el Líquido iónico Metilamina como precursor de Perovskita es de hasta 24,1%, y los dispositivos no encapsulados permanecen inalterados a 85 °C bajo calentamiento continuo e iluminación continua. La eficiencia inicial es de hasta 80% y 90% durante 500 horas.

Estos resultados son verdes, no tóxicos, estables, eficientes y de bajo costo, lo que crea las condiciones previas para la producción y utilización a gran escala de células solares perovskitas. Sin embargo, Chen yonghua tiene una célula solar Perovskita de 0,1 centímetros cuadrados en su mano. "El nuevo ábaco", dijo, "en los próximos cinco a ños, nos centraremos en lograr una expansión de 0,1 metros cuadrados a 100 centímetros cuadrados, una verdadera aplicación industrial a gran escala de baterías perovskitas.