Powered by OpenAIRE graph
Found an issue? Give us feedback
image/svg+xml art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos Open Access logo, converted into svg, designed by PLoS. This version with transparent background. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_Access_logo_PLoS_white.svg art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos http://www.plos.org/ Energy Nexusarrow_drop_down
image/svg+xml art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos Open Access logo, converted into svg, designed by PLoS. This version with transparent background. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_Access_logo_PLoS_white.svg art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos http://www.plos.org/
Energy Nexus
Article . 2024 . Peer-reviewed
License: CC BY
Data sources: Crossref
image/svg+xml art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos Open Access logo, converted into svg, designed by PLoS. This version with transparent background. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_Access_logo_PLoS_white.svg art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos http://www.plos.org/
Energy Nexus
Article . 2024
Data sources: DOAJ
https://dx.doi.org/10.60692/n5...
Other literature type . 2024
Data sources: Datacite
https://dx.doi.org/10.60692/ws...
Other literature type . 2024
Data sources: Datacite
versions View all 4 versions
addClaim

This Research product is the result of merged Research products in OpenAIRE.

You have already added 0 works in your ORCID record related to the merged Research product.

Bidentate ligand application for perovskites passivation

تطبيق Bidentate Ligand لتخميل Perovskites
Authors: David Izuchukwu Ugwu; Jeanet Conradie;

Bidentate ligand application for perovskites passivation

Abstract

Les cellules solaires à pérovskite (PSC) sont un type de cellule solaire qui a une structure ABX3 et qui a trouvé des applications dans la photoluminescence, les capteurs et les actionneurs, les dispositifs ferroélectriques et piézoélectriques, les semi-conducteurs et les supercondensateurs. Bien qu'elles soient moins chères et plus faciles à fabriquer que les cellules solaires à base de silicium, leur utilisation a été entravée par les défauts de surface qui les accompagnent, entraînant une instabilité thermique et de l'humidité et des performances photovoltaïques réduites. Il a été rapporté que les ligands bidentates améliorent les propriétés photovoltaïques des pérovskites en augmentant la densité de courant de court-circuit (Jsc), la tension en circuit ouvert (Voc), le facteur de remplissage (FF), l'efficacité de conversion de puissance (pce) et l'hystérésis. La passivation de certaines ESP a conduit à des rendements certifiés de 26,4 % et 33,7 % dans des matériaux à simple et hétérojonction, respectivement. En plus des performances photovoltaïques améliorées, il a été rapporté que les pérovskites dérivées de ligands bidentés amélioraient la stabilité opérationnelle, la pérovskite conservant plus de 99 % de son efficacité de conversion de puissance la plus ancienne, même après 5000 h de chauffage constant à 80 °C, une humidité de 60 % ou un éclairage de 3,0 W. Outre la passivation à l'aide de ligands bidentés, l'utilisation d'impuretés pour le dopage et l'optimisation de l'interface a également été liée à l'amélioration des performances de la pérovskite. Cependant, avec le dopage, il y a une introduction de plus d'ions métalliques non coordonnés à la surface de la pérovskite lors de l'optimisation de surface. Le nicotinimidamide, le N,N-diéthyldithiocarbamate et l'isobutylhydrazine étaient les ligands bidentés les plus remarquables utilisés pour la passivation de la pérovskite, montrant une efficacité de conversion de puissance de 25,30, 24,52 et 24,25 % respectivement. Nous avons également observé que le remplacement de l'AMM dans la pérovskite MAPbI3 (iodure de méthylammonium et de plomb) rapportée par Mas-Montoya par l'AF, donnant la pérovskite FAPbI3 (iodure de formamidinium et de plomb) rapportée par le groupe Liu, a conduit à une amélioration de l'efficacité de 16,20 à 24,52 % en utilisant le N,N-diéthyldithiocarbamate pour la passivation. Cette revue a examiné par rayons X le rôle des ligands bidentates dans la passivation de surface des cellules solaires à pérovskite, ce qui a permis d'améliorer la stabilité et les performances photovoltaïques.

Las células solares de perovskita (PSC) son un tipo de célula solar que tiene una estructura ABX3 y han encontrado aplicaciones en fotoluminiscencia, sensores y actuadores, dispositivos ferroeléctricos y piezoeléctricos, semiconductores y supercondensadores. A pesar de ser más baratas y fáciles de fabricar que las células solares a base de silicio, su uso se ha visto obstaculizado por los defectos superficiales que las acompañan, lo que conduce a la inestabilidad térmica y de humedad y a la reducción del rendimiento fotovoltaico. Se ha informado que los ligandos bidentados mejoran las propiedades fotovoltaicas de las perovskitas al aumentar la densidad de corriente de cortocircuito (Jsc), la tensión de circuito abierto (Voc), el factor de llenado (FF), la eficiencia de conversión de potencia (PCE) y la histéresis. La pasivación de algunos PSC ha llevado a eficiencias certificadas de 26.4% y 33.7% en materiales de una sola y heterounión, respectivamente. Además de los rendimientos fotovoltaicos mejorados, se ha informado que las perovskitas derivadas de ligandos bidentados mejoran la estabilidad operativa, donde la perovskita retuvo por encima del 99% de su eficiencia de conversión de energía más temprana incluso después de 5000 h de calentamiento constante a 80 °C, humedad del 60% o iluminación de 3,0 W. Además de la pasivación con ligandos bidentados, el uso de impurezas para el dopaje y la optimización de la interfaz también se ha relacionado con un rendimiento mejorado de la perovskita. Sin embargo, con el dopaje, hay una introducción de iones metálicos más descoordinados en la superficie de la perovskita durante la optimización de la superficie. La nicotinimidamida, N,N-dietilditiocarbamato y la isobutilhidrazina fueron los ligandos bidentados más destacados utilizados para la pasivación de perovskita, mostrando una eficiencia de conversión de potencia de 25.30, 24.52 y 24.25% respectivamente. También observamos que el reemplazo de MA en la perovskita MAPbI3 (yoduro de plomo y metilamonio) reportada por Mas-Montoya con FA, dando perovskita FAPbI3 (yoduro de plomo y formamidinio) reportada por el grupo de Liu, condujo a una mejora en la eficiencia de 16.20 a 24.52% usando N,N-dietilditiocarbamato para la pasivación. Esta revisión analizó el papel de los ligandos bidentados en la pasivación superficial de las células solares de perovskita, lo que condujo a una mejor estabilidad y rendimiento fotovoltaico.

Perovskite solar cells (PSCs) are a type of solar cell that has an ABX3 structure and have found applications in photoluminescence, sensors and actuators, ferroelectric and piezoelectric devices, semiconductors, and supercapacitors. Despite being cheaper and easier to fabricate than the silicon-based solar cells, their use has been hampered by the accompanying surface defects leading to thermal and moisture instability and reduced photovoltaic performances. Bidentate ligands have been reported to improve the photovoltaic properties of perovskites by increasing the short-circuit current density (Jsc), the open-circuit voltage (Voc), the fill factor (FF), the power conversion efficiency (PCE), and the hysteresis. Passivation of some PSCs has led to certified efficiencies of 26.4% and 33.7% in a single and heterojunction materials, respectively. In addition to the improved photovoltaic performances, bidentate ligand-derived perovskites have been reported to improve operational stability wherein the perovskite retained above 99% of its earliest power conversion efficiency even after 5000 h of constant heating at 80°C, humidity of 60%, or illumination of 3.0 W. Beside passivation using bidentate ligands, the use of impurities for doping and interface optimization has also been linked to improved perovskite performance. However, with doping, there is an introduction of more uncoordinated metal ions at the perovskite surface during surface optimization. The nicotinimidamide, N,N-diethyldithiocarbamate and the isobutylhydrazine were the most outstanding bidentate ligands used for the passivation of perovskite, showing power conversion efficiency of 25.30, 24.52, and 24.25% respectively. We also observed that the replacement of MA in MAPbI3 (methylammonium lead iodide) perovskite reported by Mas-Montoya with FA, giving FAPbI3 (formamidinium lead iodide) perovskite reported by Liu's, group, led to improvement in the efficiency from 16.20 to 24.52% using N,N-diethyldithiocarbamate for passivation. This review x-rayed the role of bidentate ligands in the surface passivation of perovskite solar cells leading to improved stability and photovoltaic performances.

الخلايا الشمسية البيروفسكية (PSCs) هي نوع من الخلايا الشمسية التي لها بنية ABX3 ووجدت تطبيقات في اللمعان الضوئي، وأجهزة الاستشعار والمشغلات، والأجهزة الكهربائية الفيروزية والكهربائية الإجهادية، وأشباه الموصلات، والمكثفات الفائقة. على الرغم من كونها أرخص وأسهل في التصنيع من الخلايا الشمسية القائمة على السيليكون، فقد أعاقت العيوب السطحية المصاحبة استخدامها مما أدى إلى عدم الاستقرار الحراري والرطوبة وانخفاض الأداء الكهروضوئي. تم الإبلاغ عن أن الروابط الثنائية تعمل على تحسين الخصائص الكهروضوئية للبيروفسكايت عن طريق زيادة كثافة تيار الدائرة القصيرة (Jsc)، وجهد الدائرة المفتوحة (Voc)، وعامل التعبئة (FF)، وكفاءة تحويل الطاقة (PCE)، والتباطؤ. أدى تخميل بعض شركات الأمن الخاصة إلى كفاءات معتمدة بنسبة 26.4 ٪ و 33.7 ٪ في مادة واحدة وغير متجانسة، على التوالي. بالإضافة إلى الأداء الكهروضوئي المحسن، تم الإبلاغ عن أن البيروفسكايت المشتق من ليجاند الثنائي يحسن الاستقرار التشغيلي حيث احتفظ البيروفسكايت بما يزيد عن 99 ٪ من أقرب كفاءة لتحويل الطاقة حتى بعد 5000 ساعة من التسخين المستمر عند 80 درجة مئوية، أو رطوبة 60 ٪، أو إضاءة 3.0 واط. إلى جانب التخميل باستخدام ليجينات ثنائية، تم ربط استخدام الشوائب للمنشطات وتحسين الواجهة أيضًا بتحسين أداء البيروفسكايت. ومع ذلك، مع المنشطات، هناك إدخال المزيد من الأيونات المعدنية غير المنسقة على سطح البيروفسكايت أثناء تحسين السطح. كان النيكوتينيميداميد، N،N -ثنائي إيثيل ديثيوكارباميت والإيزوبوتيل هيدرازين أكثر الروابط الثنائية البارزة المستخدمة لتخميل البيروفسكايت، مما يدل على كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 25.30 و 24.52 و 24.25 ٪ على التوالي. لاحظنا أيضًا أن استبدال MA في MAPbI3 (يوديد ميثيل أمونيوم الرصاص) البيروفسكايت الذي أبلغ عنه Mas - Montoya مع FA، مما أعطى FAPbI3 (يوديد فورماميدينيوم الرصاص) البيروفسكايت الذي أبلغت عنه مجموعة LIU، أدى إلى تحسن في الكفاءة من 16.20 إلى 24.52 ٪ باستخدام N، N - diiethyldithiocarbamate للتخميل. صورت هذه المراجعة بالأشعة السينية دور الروابط الثنائية في التخميل السطحي للخلايا الشمسية البيروفسكايتية مما يؤدي إلى تحسين الاستقرار والأداء الكهروضوئي.

Keywords

Polymers and Plastics, Agriculture (General), Perovskite Solar Cell Technology, Materials Science, Photovoltaic Cells, TJ807-830, Conducting Polymer Research, Perovskite, Renewable energy sources, S1-972, Passivation, Layer (electronics), Engineering, Chemical engineering, FOS: Electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Materials Chemistry, Doping, Nanotechnology, Electrical and Electronic Engineering, Optoelectronics, Applications of Quantum Dots in Nanotechnology, Perovskite (structure), Photovoltaic system, FOS: Chemical engineering, FOS: Nanotechnology, Bidentate ligand, Voltage, Materials science, Open-circuit voltage, Electrical engineering, Physical Sciences, Energy conversion efficiency, Perovskite Solar Cells, Photovoltaic, Stability

  • BIP!
    Impact byBIP!
    citations
    This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
    2
    popularity
    This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network.
    Average
    influence
    This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
    Average
    impulse
    This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network.
    Average
Powered by OpenAIRE graph
Found an issue? Give us feedback
citations
This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
BIP!Citations provided by BIP!
popularity
This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network.
BIP!Popularity provided by BIP!
influence
This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
BIP!Influence provided by BIP!
impulse
This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network.
BIP!Impulse provided by BIP!
2
Average
Average
Average
gold
Related to Research communities
Energy Research