Достигнут КПД 19,2 % на солнечной батарее из перовскита с полностью напечатанным углеродным электродом

Немецкие ученые изготовили солнечный элемент из перовскита с углеродным электродом и двойным слоем, переносящим дырки, из органических полупроводников вместо обычного слоя переноса дырок. Они утверждают, что такой подход улучшает коэффициент заполнения устройства и напряжение холостого хода.

Они объяснили, что замена дорогостоящего золота, серебра и меди углеродом в перовскитных солнечных элементах обычно приводит к снижению эффективности и проблемам со стабильностью по сравнению с эталонными устройствами. «Что касается печатных ячеек, мы стремимся в конечном итоге перенести эту технологию в производственную линию с рулона на рулон», — сказал Тянь Ду, отметив, что следующим шагом на пути к коммерциализации будет изготовление мини-камеры. солнечный модуль на стеклянных подложках, затем мини-солнечный модуль на гибкой подложке, а затем перенос на изготовление солнечных батарей в рулонах.

Достигнут КПД 19,2 % на солнечной батарее из перовскита с полностью напечатанным углеродным электродом

Немецкая команда построила ячейку с подложкой из стекла и оксида индия-олова (ITO), слоем переноса электронов (ETL) на основе оксида олова (IV) (SnO2), поглотителем из перовскита, бислоем, транспортирующим дырки (HTbl). , и углеродный контакт. «Конфигурация HTbL формирует энергетический каскад на границе раздела, при этом внешний HTL 2 усиливает омический контакт с углеродом, тогда как внутренний HTL 1 уменьшает поверхностный контакт рекомбинации перовскита», — пояснил он.

В качестве поглотителя они использовали смешанный катион перовскита, известный как (FAPbI3)0,93 (MAPbBr3)0,07. Они нанесли два слоя в последовательном покрытии лезвия, которое, по их словам, может максимизировать инъекцию / извлечение отверстия на границе раздела электродов, минимизируя поверхностную рекомбинацию слоев перовскита.

Они протестировали устройство в стандартных условиях освещения и обнаружили, что оно достигло эффективности преобразования энергии 19,2%, напряжения холостого хода 1,11 В, тока короткого замыкания 23,7 А и коэффициента заполнения 76%. Для сравнения, эталонная ячейка с транспортным слоем с одной дыркой достигла эффективности 17,3%, напряжения холостого хода 1,06 В, тока короткого замыкания 23,3 А и коэффициента заполнения 76%.

Ячейка на основе бислоя также показала стабильную работу в течение 2500 ч при 65°С в среде азота.

Ячейка описана в исследовании «Эффективные, стабильные и полностью печатные перовскитные солнечные элементы с углеродным электродом, обеспеченные двойными слоями, переносящими дырки», опубликованном в журнале Joule. В состав исследовательской группы входят ученые из Института материалов для электроники и энергетических технологий (i-MEET) и Института исследований микро- и наноструктур и Центра наноанализа и электронной микроскопии (CENEM).

«Наши результаты показывают, что углеродные электроды могут значительно повысить внутреннюю стабильность перовскитного солнечного элемента без специальных межфазных модификаций», — заключили они.

Источник

Прочитано 432 раз(а)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *