Direction toward high-efficiency Sn perovskite solar cells analyzed by impedance

通过阻抗分析高效锡钙钛矿太阳能电池的发展方向

• 批准号: 19KK0143
• 负责人: 早瀬 修二
• 金额: $ 11.81万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-10-07 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19KK0143/
• 关键词: ペロブスカイト; 太陽電池; Sn; 鉛フリー; 高効率; パッシベーション; 欠陥; 有機ケイ素; インピーダンス; ワイドバンドギャップ; 電荷注入

鉛を含まないペロブスカイト太陽電池の高効率化が望まれている。錫系ペロブスカイトがその最も期待される候補であるが効率が低いという問題点があった。錫系ペロブスカイト太陽電池の効率を向上するためには結晶欠陥に起因する電荷再結合サイト密度を低下させる必要がある。これまで我々はヨウ素イオン欠陥（undercordinated Sn　ion）密度を低下させるために、エチレンジアミンによるパッシベーションが有効であることを示してきた。今回表面撥水性を有するハロゲン化ケイ素(Me3Si-Br)で表面をパッシベーションしたところ、耐久性、効率が向上することを見出した。効率は表面パッシベーション後に10.05%から12.22%に向上した。耐久性は未封止、窒素下で保存したところ、パッシベーション前には40日で30%の効率低下があったが、パッシベーション後は92日間で20%の低下に抑えることができた。ヨウ素イオン欠陥にBrイオンが配位しMe3Siグループが界面、粒界に吸着することにより、ヨウ素イオン欠陥密度を低下させるとともに、粒界を疎水性化し水分の侵入を防止していると推定された。Ms3SiXのXはClイオン=Iイオン<Brイオンの順に効率が向上した。表面パッシベーションによりSn4+イオンの生成が抑制され、PL寿命が増大したという実験結果は、粒界に存在する結晶欠陥がMs3SiBrによりパッシベーションされ効率、耐久性が向上したという説明をサポートしている。ハロゲン化有機ケイ素化合物による粒界パッシベーションは耐久性向上、効率向上に有効であることを実証した。

High efficiency solar cells containing lead are expected to be produced. The most important thing is that the number of candidates is low. The efficiency of tin-based solar cells increases due to crystallization defects, and the density of charge recombination decreases due to crystallization defects. The density of the system is low, and the system is low. Now the surface water resistance is very high, the durability and efficiency are very high. The percentage of the total increase was from 10.05% to 12.22%. Durability: 30% lower than before 40 days, 20% lower than after 92 days It is assumed that the surface of the silicon layer is coordinated with the surface of the silicon layer, and that the surface of the silicon layer is water-soluble, and that the water intrusion is prevented. Ms3SiX X Cl = I Br =I Cl =I =I Cl = I Cl = I = I = I Cl = I = I Cl = I = I = The formation of Sn4 + ions on the surface was inhibited, and the PL life was increased. As a result, the crystal defects existed in the grain boundary, and the efficiency and durability of the Sn4 + ions on the surface were improved. The organic compounds are durable and efficient.

项目成果

Comparison Studies on Various Perovskites Fabricated on Transparent Conducting Oxide Free Substrates

透明导电无氧化物基板上制备的各种钙钛矿的比较研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Shahrir Razey Sahamir;Muhammad Akmal Kamarudin;Teresa Ripolles Sanchis;Gaurav Kapil;Ajay Kumar Baranwal;Juan Bisquert;Qing Shen;Shuzi Hayase,
• 通讯作者: Shuzi Hayase,

Progress in perovskite solar cell

钙钛矿太阳能电池研究进展

• 发表时间: 2020
• 作者: Muhammad Akmal Kamarudin;Shahrir Razey Sahamir;Teresa S. Ripolles;Daisuke Hirotani ;Kohei Nishimura;Kenji Yoshino;Takashi Minemoto;Shen Qing;Juan Bisquert;Shuzi Hayase;Shuzi Hayase
• 通讯作者: Shuzi Hayase

Suppression of surface recombination in tin-halide perovskite solar cells via Lewis base post-treatment

通过路易斯碱后处理抑制锡卤化物钙钛矿太阳能电池的表面复合

• 发表时间: 2019
• 作者: 786.Muhammad Akmal Kamarudin;Daisuke Hirotani;Kengo Hamada;Kohei Nishimura;Shen Qing;Taro Toyoda;Satoshi Iikubo;Takashi Minemoto;Kenji Yoshino;Shuzi Hayase
• 通讯作者: Shuzi Hayase

Suppressing hysteresis effect in lead-free tin halide perovskite solar cells through incorporation of large A-site cation

通过掺入大A位阳离子抑制无铅卤化锡钙钛矿太阳能电池的磁滞效应

• 发表时间: 2021
• 作者: Muhammad Akmal Kamarudin;Shahrir Razey Sahamir;Teresa S. Ripolles;Kohei Nishimura ;Satoshi Iikubo;Kenji Yoshino;Takashi Minemoto;Shen Qing;Juan Bisquert;Shuzi Hayase
• 通讯作者: Shuzi Hayase

Enhanced efficiency and stability in Sn-based perovskite solar cells by trimethylsilyl halide surface passivation

• DOI: 10.1016/j.jechem.2022.03.028
• 发表时间: 2022-03
• 期刊: Journal of Energy Chemistry
• 影响因子: 13.1
• 作者: Zheng Zhang;Liang Wang;Ajay Kumar Baranwal;Shahrir Razey Sahamir;G. Kapil;Y. Sanehira;Muhammad Akmal kamarudin;K. Nishimura;Chao Ding;Dong Liu;Yusheng Li;Hua Li;Mengmeng Chen;Qing Shen;T. S. Ripolles;J. Bisquert;S. Hayase