Исследователи из Университета Сучжоу изучили механизмы, возникающие из-за этой внутренней нестабильности, а также несколько факторов деградации, которые влияют на характеристики перовскитных фотоэлектрических элементов. В обновленном исследовании, опубликованном в APL Materials издательством AIP Publishing, исследователи разъяснили факторы, влияющие на деградацию, и обобщили некоторые возможные подходы к долговечным фотоэлектрическим элементам на основе перовскита.
«Важно понимать механизмы деградации в различных условиях, включая свет, тепло, влажность, электрохимическую среду и внутреннюю стабильность, если вы хотите повысить долговечность перовскитных солнечных элементов», – сказал автор Чжао-Куй Ван. «Важно гарантировать, что перовскит и другие слои обладают наилучшей внутренней стабильностью, а затем внести некоторые корректировки для дальнейшего повышения устойчивости к окружающей среде."
Обновление было сосредоточено на химической деградации, вызванной транспортными слоями в солнечных элементах. Также учитывалась внутренняя стабильность слоя перовскита и такие факторы окружающей среды, как влажность, кислород, свет и тепло.
Авторы указали, что разработка композиции и пассивация соединения, которая представляет собой процесс уменьшения крошечных зазоров в этих материалах, являются многообещающими методами, которые связаны с легированием, модификацией и регулировкой перовскитных пленок и долговечности устройства.
Авторы также подчеркнули преимущества гидрофобных материалов, материалов с широкой запрещенной зоной и ионных жидкостей в оптимизации фотоэлектрической долговечности в различных условиях окружающей среды. Например, они предложили изготовить 2D-3D-гетероструктуру в перовскитном материале для повышения его устойчивости на воздухе.
Авторы отмечают, что ионные жидкости являются многообещающими из-за их способности подавлять миграцию ионов, что важно для обеспечения термической стабильности и замедления деградации под действием света.
Такие ионные жидкости можно легко модифицировать, чтобы они обладали гидрофобностью для фильтрации влаги.
«Низкая летучесть означает, что ионные жидкости можно рассматривать как экологически чистый растворитель для перовскитов, но эффективность устройства все еще нуждается в улучшении», – сказал Ван.
Авторы призывают других продолжать поиск материалов с определенными диапазонами теплопроводности, известных как материалы с широкой запрещенной зоной, которые повышают стабильность фотоэлектрических элементов на основе перовскита.
«Мы предложили концепции стабильности чистого кислорода и гибкой стабильности, на которые могут обратить внимание другие исследователи», – сказал Ван. «Более того, мы надеемся, что эти стратегии будут полезны не только в перовскитных солнечных элементах, но и в других фотоэлектрических системах, таких как органические фотоэлектрические элементы, фотодетекторы и светодиоды."