As células solares baseadas en calcoxenuros de halogenuros organometálicos chamaron a atención polo seu baixo custo de material, a facilidade de fabricación de dispositivos de gran área e a alta eficiencia de conversión fotovoltaica. Nos ambientes de aplicación práctica con gran diferenza de temperatura entre o día e a noite, o cambio de temperatura desencadeará a transición de fase e a tensión reticular do material calcoxénuro, o que provocará a rápida degradación do rendemento e danos do dispositivo, que é o principal desafío e dificultade para limitando as células solares de calcoxenuro a aplicar. Tendo en conta isto, este traballo revela que o β-poli(1,1-difluoroetileno) pode mellorar eficazmente as propiedades cristalinas das películas finas de calcoxenuro, pasivar eficazmente os defectos interfaciais na superficie dos cristais de película fina, optimizar a disposición do nivel de enerxía interfacial. de calcoxenuro, e promover o transporte do portador, mellorando así as características fotovoltaicas dos dispositivos de calcoxenuro estruturados en pin. Máis importante aínda, no ambiente de temperatura variable, a disposición ordenada do β-poli(1,1-difluoroetileno) nos límites dos grans pode amortiguar eficazmente a deformación dos límites dos grans inducida pola extrusión dos grans durante o proceso de cambio de temperatura e liberar o estrés da rede para realizar. unha estrutura cristalina recuperable, mellorando así significativamente a estabilidade á temperatura variable do dispositivo.
Para diseccionar o proceso de cristalización de películas finas de calcoxenuro, realizouse o estudo baseado no sincrotrón GIWAXS para caracterizar todo o proceso de formación da película. A partir da comparación dos resultados de GIWAXS (Fig. 1A, B), pódese ver que o sinal de difracción está significativamente debilitado durante os 60 s iniciais, o que indica que se suprime a fase intermedia inicial de DMSO-DMF-PbX2. Este efecto foi atribuído á fase intermedia illada pola molécula β-pV2F de cadea longa. O estudo das características de dispersión centradas en q = ~10 nm-1 ao longo do plano cristalino (001) observado durante o proceso de formación da película suxire que o coloide solidificouse e transformouse nunha fase negra. Descubriuse que a fase negra da película diana apareceu antes (Δtt > Δtc) que a da película de control, o que implica que β-pV2F promove a conversión da fase intermedia á fase negra de calcoxenuro. A rápida transición de fase estivo asociada cunha menor enerxía de formación, posiblemente debido á rápida agregación de PbX2 disperso e sales orgánicas por β-pV2F durante a volatilización de DMSO e DMF. Cando se completou a cristalización (etapa t7), o sinal da película obxectivo era máis forte que o da película de control (Fig. 1c). Isto indica que a película de calcoxenuro diana formada está máis organizada. Así, o β-pV2F controla a cinética de cristalización dos calcoxénuros ao diminuír a enerxía de formación dos calcoxénuros, promove a transición de fase e dá como resultado unha estrutura cristalina máis ordenada.
Figura 1.Cinética de cristalización de películas finas de calcoxenuro
Para dilucidar a fonte da excelente resistencia á temperatura dos dispositivos, este traballo investigou aínda máis o efecto do β-pV2F na morfoloxía e estrutura cristalina das películas finas de calcoxenuro durante o proceso de cambio de temperatura mediante a radiación de sincrotrón GIWAXS. Como se mostra na Figura 2A e B, suprimiuse a degradación da película inducida pola temperatura nos calcoxenuros obxectivo, así como a deformación do límite de grans inducida pola extrusión de grans durante o proceso de cambio de temperatura, e mellorouse significativamente a estabilidade estrutural dos calcoxenuros obxectivo. . Como se mostra na figura 2C, a cepa de calcoxenuro variou co ciclo da temperatura, o que indica cambios nos parámetros da rede no calcoxenuro; pola contra, o calcoxenuro diana mostrou un ciclo de deformación estable nun intervalo estreito (-0.06% a 0.38%), o que indicaba que o calcoxenuro diana tiña unha estrutura cristalina recuperable e unha tensión reticular liberable.
Figura 2. evolución estrutural da calcocita durante o ciclo de temperatura
Probador de eficiencia cuántica
O sistema QE fotovoltaico MNPVQE-300 é unha ferramenta común nos procesos de calidade das liñas de produción e investigación fotovoltaica para a determinación precisa da resposta espectral/EQE das células solares (IPCE) e IQE.
O MNPVQE-300 é compatible cunha ampla gama de tipos de dispositivos fotovoltaicos, materiais e arquitecturas, incluíndo c:Si, mc:Si, a:Si, µ:Si, CdTe, CIGS, CIS, Ge, sensibilizados con colorantes, orgánicos. /polímero, tándem, multiunión (2, 3, 4 unión, etc.), pozos cuánticos, puntos cuánticos, especies de xofre e calcoxenuros.
