خلفية البحث و التحدي

سالتحديات الأساسية للخلايا الشمسية عالية الكفاءة بيروفسكيت : على الرغم من أن المعادن هاليد بيروفسكيت قد تحسنت كثيرا أداء الخلايا الشمسيةPSCsالكفاءة تحويل الطاقة )PCEوعلى الرغم من أن نظرية الحد يقترب باستمرار ، لا تزال هناك عقبات كبيرة في عملية التحسين .

سالمشاكل المتأصلة في المواد الجزيئية الصغيرة ثقب انتقائية :

منتدى الترسيب متجانسة و التجميع الجزيئي : القائمة الجزيئية الصغيرة ثقب انتقائية المواد ، لا سيما في عملية الحل ، من الصعب تحقيقالترسيب متجانسةو فعالةتثبيط التجميع الجزيئيعلى سبيل المثال ، المشتركةMe-4PACzحجم الجسيمات من الجزيئات سوف تزيد بشكل ملحوظ مع تخزين الوقت .

منتدى الآثار السلبية للكفاءة والتكرار والاستقرار : هذا النوع من ترسب غير متجانسة مع مشكلة التجميع الجزيئيالكفاءة والتكراروالاستقرار على المدى الطويلتشكل ضررا خطيرا .

منتدى معوقات التصنيع والإنتاج الضخم : التجميع الجزيئي ليس فقط تقصيرالحياة العمليةكما أعاق بشدةعملية مستمرة على نطاق صناعي، وهذا هوPSCsالتحدي الرئيسي المتمثل في التسويق .

سمشاكل فقدان الطاقة والعيوب :

منتدى تأثير المواد الجزيئية الصغيرة على التفاعل بين طبقة من الكالسيوم والتيتانيوم والركيزةعيب المؤلفوكذلكواجهة كفاءة نقل المسؤولعدم كفايةغير الإشعاع مركبمما يؤثر على الجهازجهد الدائرة المفتوحة )VOCوو الأداء العام .

منتدى الأجهزة الموجودةشبه فيرمي تقسيم النظام )QFLSالقيمة قد لا تكون عالية بما فيه الكفايةكفاءة الكم electroluminescence )إيل-إيكيهكل هذه تعكس مباشرة فقدان الطاقة و عيب الكثافة في الجهاز .

فريق البحث و النتائج الرئيسية

الشكل 3i

الدراسة تتكون منقسم الكيمياء ، جامعة مدينة هونغ كونغ(زونغلونغ زو)教授、تسنغ شياو تشنغ(شياو تشينغ زينغ)教授وكلية الكيمياء والهندسة الكيميائية ، جامعة هواتشونغ للعلوم والتكنولوجيا(زونغان لي)教授نشرت في المجلات الدولية الطبيعة الفوتونيكمنتدى

حل الخلايا الشمسية بيروفسكيت )PSCsمن أجل حل مشكلة عدم التجانس في التجميع الجزيئي وترسب في طبقة الاتصال الانتقائي للكهرباء ثقب ، وانخفاض الكفاءة ، واستنساخ والاستقرار الناجمة عن ذلك ، فريق البحث وضعت وشارك في إيداعنوع جديدبنوع جزيء صغيرD4PA، التي تشكلت في وقت واحد مع فيلم بيروفسكيت ،D4PAمفتاح التصميم الجزيئي يكمن فيجيموجيماقترانهذا اقتران تصميم يجعلD4PAقادرة على تشكيل قوي مع بيروفسكيت والركيزةموقع رسو التفاعلنقل الشحنة الكهربائية مكثفات يمكن أن تعزز بشكل فعال ، وتشكيل العيوب في طبقات من الكالسيوم والتيتانيوم يمكن قمعها . في نفس الوقتجيموجيمالمكانية عائق بسبب اقترانD4PAوهكذا ، فإن التجميع الجزيئي هو قمعها بشكل فعال .

اعتمادD4PAالمعدات التي تم تنفيذها في منطقة صغيرة من المعدات . 1 ف - 4شهادة كفاءة تحويل الطاقة(PCE)و1 ف - 4نقطة الطاقة القصوى تتبع MPPT(MPPT)الكفاءة .

في منطقة فعالة10.86 سم2 بين وحدات مصغرة ،PCEوصل1 ف - 4شهادةMPPTتحقيق الكفاءة1 ف - 4الجهاز يعمل بشكل مستمر في نقطة الطاقة القصوى .2 , 500ساعة .لا يزال الحفاظ علىالكفاءة الأولية1 ف - 4فوقمنتدى

عملية التجربة والخطوات

الشكل 3و

م . توليف جديد مواد انتقائية الكهفأولا ، المواد الأساسية تم تصنيعه بنجاح من خلال خطوات متعددة التركيب العضوي . D4PAالجزيءمنتدى

م . تحسين صيغة الحل السلائف لتحقيق codepositionمن أجل تحقيقD4PAشارك في ترسيب الأغشية الرقيقة مع بيروفسكيت ، وفريق البحث D4PAمنطقة صغيرة من الجهاز0.35 ملغ / مل، ميني وحدة0.32 ملغ / ملمباشرة في حل perovskite السلائفتشكيل تحتوي علىD4PAبيروفسكيت الحبر . هذه الخطوة تضمنD4PAيمكن أن تكون موزعة بشكل موحد و تنصهر في الكالسيوم والتيتانيوم طبقة .

م . إعداد وتنفيذ عالية الكفاءة جهاز مساحة صغيرة: التنظيف والمعالجةإيتوبعد الركيزة الزجاج ، وسوف تحتوي علىD4PAبيروفسكيت السلائف الحلتدور طريقة طلاء ترسبإيتوعلى الركيزةمن خلال التحكم في سرعة الدوران و antisolvent بالتنقيط في الوقت المناسب ، موحدة بيروفسكيت الأفلام تتشكل ، ثم المعالجة الحرارية الصلب تتم . نقل الإلكترون طبقة(C60، BCP)و أقطاب الفضة ، والتي يتم تحديدها من قبل درع معدني . . .0.0412 سم مربعمنطقة الجهاز .

م . تحجيم وحدة عملية التحققالتحققD4PAفي عملية واسعة النطاق ، فريق البحث تعديل صيغة بيروفسكيت السلائف واعتمادكشط الطلاء طريقة(شفرة طلاء)سوف تحتوي علىD4PAالحل طلاءإيتوعلى الزجاج الركازةبعد طلاء الصلب الحرارية ، وكذلك تبخير بعد طبقة الكهربائي . من أجل تشكيل وحدة ، واثنين من الليزر الأوصاف التي أجريت لتحديد وحدة .

م . تقييم شامل على المدى الطويل الاستقرار والأداءالانتهاء من إعداد جهاز صغير و وحدة صغيرة في جو النيتروجين قفاز مربع ، تحت أشعة الشمس محاكاةنفذجي - فيمنحنىEQEوMPPTاختبار الأداءوبالإضافة إلى ذلك ، فإن عملية التعبئة والتغليف من الأجهزة لمدة تصل إلى آلاف الساعات . MPPTعملية مستمرة اختبار الاستقرارمن أجل تقييم موثوقية على المدى الطويل .

طريقة التمثيل و النتيجة

شبه فيرمي تقسيم النظامQFLS

nonradiative مركب خسارة في بيروفسكيت الفيلم هو كميا ، و أقصى جهد الدائرة المفتوحة يمكن أن تنعكس مباشرة في الجهاز .(VOC)منتدىQFLSالقيمة هي أساسالذرات الكم العائد(PLQY) كثافة التيار المشبع(J0، راد)حساب .

D4PAقاعدة الجهازQFLSالقيمة دائما أعلى منMe-4PACzقاعدة الجهاز ، الذي يؤكد كذلكD4PAفعاليةقمع عيبو .تحسين nonradiation التركيبفي100 ميجاواط سم^-2 في ضوءVOCمع .QFLSالفرق بين اثنين من واجهات لا يكاد يذكر ، مما يدل على أن فقدان الجهد واجهة منخفضة للغاية .

الشكل 4هـسعرضMe-4PACzوD4PAبيروفسكيت الأفلام في مختلف شدة الضوءQFLSمنحنى .

guangyan التكنولوجيا الجديدةQFLS-خرائطتوقع حدود الأداء المادي !

إنليتش QFLS-Maper، بأسعار معقولة1 / 5تكلفة الاستثماررسم الخرائطوظيفة توليدQFLSالصورة ، عرض مرئي شبه مستوى فيرمي التوزيع ، ونوعية المواد تظهر على الفور !

إيلاء اهتمام وثيق لنا ، ماجستير في تكنولوجيا المعلومات مباشرة !

تيار كهربائي-خصائص الجهدجي - فيمنحنى

تقييم الأداء العام التحويل الكهروضوئية الخلايا الشمسية . إستعمالضوء يان التكنولوجياإنليتشمصباح زينون ضوء الشمس محاكاة(SS-F5)الآنSS-X)معايرة شدة الضوء100 ميجاواط سم^-2من خلالكيثلي 2400مصدر الجدولالمضي قدما )-0.1 فولتإلى1.35 فولتعكس المسح الضوئي )1.35 فولتإلى-0.1 فولتقياس . مصغرة وحدة ، مجموعة المسح الضوئي-0.1 فولتإلى6.2 فولتمنتدى

ل تحسن كبير في أداء الأجهزة الصغيرةسD4PAقاعدةPSCsأدرك1 ف - 4الفعالمعدل معتمد1 ف - 4و، والتي تفوق بشكل ملحوظMe-4PACzإشارة الجهاز1 ف - 4أفضلD4PAالجهازفتح دائرة الجهد(VOC)وصل1.200 فولتقيمة التوثيق1.197 فولتودائرة كهربائية قصيرة الكثافة الحالية(الشركة المشتركة)في26.11 ميلا أمبير سم^-2قيمة التوثيق26.21 ميلا أمبير سم^-2وعامل شغل(FF)في1 ف - 4قيمة التوثيق1 ف - 4. لا

ل وحدة التحقق من الأداء: في منطقة فعالة10.86 سم مربعبيروفسكيت مصغرة وحدة ، أدرك PCE 23.37%شهادةMPPTكفاءة1 ف - 4التحققD4PAفي عملية قابلة للتوسيع .

الشكل 3أسعرض استخدامMe-4PACzوD4PAكHSCأفضل أداء الجهازجي - فيمنحنى .

الشكل 3 بسعرضD4PAمصادقة الأجهزة القائمة علىجي - فيمنحنى .

الشكل 3زسعرضD4PAقاعدة وحدة مصغرةجي - فيمنحنى .

كفاءة الكم الخارجيEQE

قياس كفاءة الخلايا الشمسية في تحويل الفوتونات الحادث إلى تيار كهربائي في أطوال موجية مختلفة ، ويمكن استخدامها لحساب(الشركة المشتركة)وعلاوة على ذلك ،حساسية عاليةEQE قياس كثافة التيار المشبع الإشعاع الظلام مركب يمكن استخدامها لتقييم الجهاز(J0، راد)استخدامضوء يان التكنولوجياإنليتشالQE-R EQEالنظامقياس كفاءة الكم الخارجي . . . . . . .حساسية عاليةEQE ثم استخدامضوء يان التكنولوجياإنليتشالبيكت-600النظام(الآنFTPS )الحالي هو تضخيم و تعديل من قبل قفل مكبر للصوت .

D4PAقاعدةMe-4PACzقاعدة الجهازEQEالأطياف تشير إلى أن كثافة التيار متكاملة مماثلة . حساسية عاليةEQEقياس العرض ،D4PAالجهاز J0، رادفي5-41 × 10^-21mA سم^-2أقل بكثيرMe-4PACzالجهاز9.87 × 10^-21mA سم^-2وهذا يدل علىD4PAغير الإشعاع مركب من الجهاز هو انخفاض .

الشكل 3هـسعرضMe-4PACzوD4PAالجهازEQEالطيف .

الشكل 53سعرضMe-4PACzوD4PAقاعدةPSCsحساسية عاليةEQEمنحنى .

جريدة كفاءة الكمإيل-إيكيه

فقدان الطاقة من جهاز تكميم مباشرة في جريدة واسطة .إيل-إيكيهالقيم تشير إلى أن الجهاز غير الإشعاع فقدان المركبة منخفضة . من خلالضوء يان التكنولوجياإنليتشالالـ ELCT-3010الصكوك(الآنREPS )تطبيق الجهد الخارجيوالمصدر الحالي هو قياس .

D4PAقاعدةPSCsالإيل-إيكيهجاندام 1 ف - 4أعلى بكثيرMe-4PACzال1 ف - 4هذا يثبتD4PAفقدان الطاقة من الجهاز هو انخفاض .

الشكل 4وسمقارنةMe-4PACzوD4PAقاعدةPSCsفي وضع الصمامإيل-إيكيهالطيف .

نقطة الطاقة القصوى تتبعMPPTاختبار الاستقرار

تقييم الأجهزة المعبأة في المحاكاة المستمرة للإضاءة الشمسية )1 على المدى الطويل الاستقرار التشغيلي في نقطة الطاقة القصوى . بعد التغليفPSCsفي الغلاف الجوي ودرجة حرارة الغرفة1معادلة الطاقة الشمسيةالصمامتشغيل تحت الضوء . إستعمالفرق الجهد متر متعددةتتبع نقطة الطاقة القصوى الناتج ومتابعةISOS-L-1البروتوكول .

D4PAقاعدة الجهاز يظهر الاستقرار التشغيلي ، وتعمل باستمرار في أقصى نقطة الطاقة 2 , 500يمكن الحفاظ على الكفاءة الأولية1 ف - 4فوقأفضل بكثير من أجهزة التحكم )2 , 500بعد ساعات فقط1 ف - 4. لا

الشكل 3iسعرض جهاز التعبئة والتغليف المستمر في نقطة الطاقة القصوىAM 1.5 جتطبيع محاكاة أشعة الشمسPCEتطور .

خصائص أخرى

نظرية الكثافة الوظيفية(DFT)حسابو حساب والتنبؤD4PAالتشكل الجزيئي واجهة الرابطةD4PAمن خلال ضعف الموقع رسو وانخفاض طاقة الربط بين الجزيئات(-1.5 eV مقابل Me-4PACzال-2.356 eV)تمنع بشكل فعال في تجميع الجزيئات .(الشكل 2ز)

إكسالأشعة السينية الضوئية الطيفي(XPS) تحليل المواد الكيميائية سطح الدولة ،D4PAفيلمبي بيومن الواضح أن ذروة التحول يؤكد أن هناك أقوى واجهة التفاعل مع calcitinite طبقة .(الشكل 2أ)

تحويل فورييه مطيافية الأشعة تحت الحمراء(FTIR) تتبع أنماط الاهتزاز الجزيئي مع تغير درجة الحرارة ،D4PAالP = Oالذبذبات ذروة التحول والحفاظ على الاستقرار في درجة حرارة منخفضة ، مما يدل على أن الترابط القوي هو المشكلة في وقت مبكر .(الشكل 2ج)

كلفن مجهر القوة(KPFM) قياس التوزيعات السطحية المحتملة ،D4PAالفيلم لا يزال يحتفظ موحدة ومستقرة سطح المحتملة بعد التسخين .إيتوالترابط والاستقرار الحراري هو تعزيز .(الشكل 15)

وقت الطيران مطياف الكتلة ايون الثانوية(TOF-SIMS) تحليل توزيع عمق العناصر ،ب+إشارة عرضD4PAفرقت بشكل موحد بدلا من جمعها في واجهة في جميع أنحاء calcitinite طبقة .(الشكل 1ب)

تشتت الضوء الديناميكي(DLS) رصد سلوك التجميع الجزيئي في الحل ،D4PAفي12بعد ساعات من حجم الجسيمات فقط62 نانومترزيادة102 نانومترأقل بكثيرMe-4PACzال211 نانومترزيادة405 نانومترمنتدى(الشكل 2i)

الرعي زاوية السقوطإكستشتت الأشعة السينيةإكسحيود الأشعة السينية(GIWAXS / XRD) توصيف هيكل الكريستال رقيقة ،D4PAفي الدنياقتشتت كثافة في المنطقة انخفضت بشكل ملحوظ ، وتشكيل هيكل غير متبلور مع درجة عالية من الاضطراب .(الشكل 24)

الاستقطاب تعتمد أطياف رامان الكشف عن محاذاة الجزيئية ، مزيد من التحققD4PAبنية فريدة من نوعها يمنع أمر الجزيئية المكدس .(الشكل 27)

الذرات ورسم الخرائط time-resolved الذرات(PL)رسم الخرائطTRPL ( تقييم كفاءة الاستخراج تهمة ،D4PAالفيلم يعرض أكثر موحدة ، وانخفاض القوةPLعمر الناقل هو تقصير بشكل ملحوظ ، مما يدل على أن كفاءة الاستخراج من الثقوب هو زيادة .(الشكل 4أ-ج)

فخ الدولة تحليل كثافة(tDOS)تحليل .و كمي فخ كثافة الدول ،D4PAقاعدة الجهاز في فخ عميق في المنطقة(0.4-0.5 فولت)عرض أقلtDOSوقد ثبت أن تكون فعالة في تعطيل العيوب العميقة .(الشكل 4د)

الاستنتاج

من خلال إدخال البحوثنوع جديدبنوع جزيء صغيرD4PAالخلايا الشمسية في بيروفسكيت )PSCsوقد حققت اختراقا في مجال البحوث ، ومن الواضح أن تعزيزالكفاءة والاستقرار وجدوى العمليةمنتدى

م . فريدة من نوعها تصميم الجزيئية وآلية العملس

أو D4PAهوديمربنوع جزيء صغيرو分子内ج-جاقترانفي اثنين من البنزين[ج، ز]كربازول )DBCبين الوحدات التي أدخلت قويةالمقاومة المكانيةمنتدى

أو هذا الهيكل يجعلD4PAامتلكجامدة التشكلمن خلالالسندات الهيدروجين الجزيئيمزيد من الاستقرار .

أو D4PAيمكن معإيتوتشكيل الركازة و calcitinite طبقاتموقع قوي رسوخصوصامحطة مزدوجة )2Tتكوين رسومنتدى

م . تمنع بشكل فعال التجميع الجزيئيس

أو D4PAانخفاض طاقة الترابط بين الجزيئات***-1.495 eV**ثبت أن الطاقة المكانية عائق قويتمنع بشكل فعال التجميع بين الجزيئاتمنتدى

أو DLSوجيواكسوXRDتحليل العرض ،D4PAتظهر في السلائف الحلانخفاض الاتجاه الكليتشكيلغير متبلور هيكل المرحلة مع درجة عالية من الاضطرابوهكذا ، من أجل كومة وبلورة الجزيئات هي قمعها .

أو هذا يضمنD4PAبيروفسكيت الحبرتشتت موحدوعلاوة على ذلك ، فإن حل السلائفالحياة العمليةمنتدى

م . تعزيز التفاعل البيني والتخميل العيوبس

أو إكس بي إسوFTIRتحليل العرضD4PAو الكالسيوم والتيتانيوم طبقات .أقوى واجهة التفاعلفي مرحلة مبكرة من نمو الحبوبالترابط القويمنتدى

أو D4PAال2Tترسيخ الطاقةالعيوب العميقة على سطح فعال تخميلها بيروفسكيتمثل اليود اليود اليود الشواغر ، الفجوة ،ويؤدي إلى انخفاض كبير في فخ الكثافة .

أو PLصورةتسلسل تمهيديعرض البياناتD4PAفيلمثقب كفاءة الاستخراج هو تعزيز أكثر موحدة .منتدى

أو D4PAقاعدة الجهازتقسيم مستوى فيرمي شبه )QFLSالقيمة دائما أعلىوعلاوة على ذلك ، عيب تثبيط الإشعاع غير مركب تحسين التحقق منها .

م . أداء الجهازس

أو بناءً علىD4PAperovskite الخلايا الشمسيةجاندام1 ف - 4الفعالمعدل .（كفاءة التوثيق1 ف - 4بشكل ملحوظ تجاوز السيطرة على الجهاز .

أو جهد الدائرة المفتوحة للجهاز الأمثل )VOCتحقيق1.200 فولتكثافة تيار القصر )الشركة المشتركةمن أجل26.11 ميلا أمبير سم^-2عامل شغل )FFمن أجل1 ف - 4منتدى

أو مصادقة نقطة الطاقة القصوى تتبع )MPPTتحقيق الكفاءة1 ف - 4منتدى

م . ممتاز الاستقرار على المدى الطويلس

أو بعد التغليفD4PAقاعدة الجهاز يظهر الاستقرار التشغيلي عند نقطة الطاقة القصوى )MPPتشغيل مستمر2 , 500لا يزال أكثر من ساعة في وقت لاحق1 ف - 4الكفاءة الأوليةمنتدى

أو D4PAفيلمإيتوتعزيز الاستقرار الحراري .

أو D4PAبيروفسكيت الحبر مع أطول مدة التخزين ،12بعد ساعات من التخزين ،D4PAمتوسط كفاءة الجهاز انخفض قليلا فقط1 ف - 4جهاز إشارة الحبر انخفض1.81%منتدى

م . إمكانية تحقيق عملية واسعة النطاقس

أو من خلال هذا البحثكشط الطلاء طريقةالمنطقة الفعالة10.86 سم مربعبيروفسكيت مصغرة وحدةوتحقيق الكفاءة1 ف - 4（تصديقMPPTكفاءة1 ف - 4. لا

هذا الإنجاز يدل علىD4PAفيتبسيط عملية مستمرة تجارياعالية الكفاءة وقابلة للتوسيع بيروفسكيت الخلايا الشمسية .

المراجع من الصور الطبيعية : 10.1038 / s41566-025-01725-x دوي

هذه المقالة هي عن إنليتش guangyan التكنولوجيا المستخدمة في البحث العلمي تقاسم الأكاديمية إذا كان هناك أي انتهاك ، يرجى الكتابة واسمحوا لنا أن نعرف