Perovskita dopada com Mn2+ (PEA)2PbBr4 com grande deslocamento de Stokes para concentradores solares luminiscentes eficientes

GONG Mengmeng ,  

SHI Hui ,  

ZHANG Rui ,  

JIN Pengyu ,  

XIE Zijie ,  

HE Yudong ,  

JIANG Zhaoyi ,  

QIN Zhenxing ,  

ZHANG Yufei ,  

SONG Kai ,  

REN Weijie ,  

摘要

Os concentradores solares luminiscentes (LSC) têm recebido muita atenção devido ao seu potencial na integração fotovoltaica em larga escala em edifícios. Para alcançar um LSC eficiente, é necessário superar perdas de rearreabsorção, mantendo ao mesmo tempo uma alta eficiência quântica de fotoluminescência (PLQY) e uma absorção espectral ampla. Materiais híbridos organo-inorgânicos de perovskita bidimensionais (como (PEA)2PbBr4, PEA+=C8H12N+) mostram perspectivas de aplicação em dispositivos optoeletrônicos de baixo custo, e a estratégia de dopagem permite controle independente da absorção e emissão de luz, o que é crucial para os LSC. No entanto, o pequeno deslocamento de Stokes inerente nas perovskitas 2D resulta em perdas severas por rearreabsorção, limitando a eficiência dos LSC. Neste estudo, foi preparado com sucesso o perovskita bidimensional dopado com Mn2+ Mn:(PEA)2PbBr4 por método sólido a alta temperatura, examinando suas propriedades ópticas e investigando o desempenho do dispositivo quando aplicado em LSC. O estudo mostra que a dopagem com Mn2+ induziu deslocamento de Stokes de até 310 nm (pico de absorção ~300 nm, pico de emissão ~610 nm). Este perovskita foi incorporado em matriz de polidimetilsiloxano (PDMS) com diferentes frações em massa (0,15%~0,75%) para formar filmes finos. Testes de desempenho optoeletrônico indicam que o filme Mn:(PEA)2PbBr4@PDMS com 0,60% apresentou o melhor desempenho, com eficiência óptica externa (ηopt) de 7,57% e eficiência máxima de conversão de potência (PCE) de 1,246% sob iluminação padrão AM1.5G.

关键词

Mn:(PEA)2PbBr4; concentrador solar; fotovoltaico; energia solar; perovskita bidimensional

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