قامت مجموعة بحثية بتطوير ثلاثة جزيئات ذاتية التجميع مثبتة على البايفوسفونيت الأيزوميرية (SAMs) للحصول على طاقة شمسية مقلوبة عالية الكفاءة ومستقرة من خلايا البيروفسكايت (PSCs)، تم نشر العمل في المواد المتقدمة.
لقد اجتذبت خلايا البيروفسكايت الشمسية الكثير من الاهتمام باعتبارها تقنية واعدة للطاقة الخضراء نظرًا لانخفاض تكلفة تصنيعها وكفاءتها غير العادية في تحويل الطاقة (PCEs).
قابلية التبلل والامتصاص والاكتناز لـ SAMs، والتي تستخدم كطبقات نقل الثقب (HTLs) للشركات الأمنية الخاصة، تؤثر بشكل خطير على كفاءة واستقرار الأجهزة.
ولذلك، اقترح الباحثون استراتيجية جزيئية لتجميع جزيئات ذاتية التجميع مشتقة من الإندولوكاربازول (IDCz) المرتكزة على البايفوسفونيت، وهي IDCz-1، وIDCz-2، وIDCz-3.
تم استخدام كل من جزئيات SAM الثلاثة ذات المواضع المختلفة لذرتي النيتروجين في وحدة IDCz على ركائز أكسيد موصلة لـ PSCs المقلوبة.
بالمقارنة مع IDCz-1 وIDCz-2، أظهر IDCz-3 عزمًا ثنائي القطب أكبر ومستوى طاقة أعلى وزوايا تلامس أكبر للمياه، مما ساهم في استخراج الثقب وحجب الإلكترون.
ونتيجة لذلك، حقق PSC المقلوب المزود بـ IDCz-3 كـ HTL رقمًا قياسيًا مرتفعًا في PCE بنسبة 25.15%، وهي أعلى قيمة تم الإبلاغ عنها حتى الآن بالنسبة لـ PSCs المستندة إلى SAM متعددة الأقطاب.
عند تخزينه في بيئة نيتروجين في درجة حرارة الغرفة لمدة 1800 ساعة، يمكن للجهاز القائم على IDCz-3 الحفاظ على كفاءته الأولية تقريبًا، مما يشير إلى استقراره الممتاز على المدى الطويل.
الدراسة تمت بقيادة البروفيسور جي زيي من معهد نينغبو لتكنولوجيا وهندسة المواد (NIMTE) التابع للأكاديمية الصينية للعلوم.
