Международная исследовательская группа изготовила перовскитовый солнечный элемент на основе инвертированного перовскита, используя полимер для улучшения кристалличности пленки перовскита с низким уровнем дефектов. Диполи, которые представляют собой молекулы с противоположными зарядами на концах, обычно используются в солнечных исследованиях для межфазных инженерных стратегий в органических и перовскитных солнечных элементах.
Ученые построили солнечный элемент с активной площадью 9,6 мм2 и p-i-n структурой, что означает, что материал перовскитного элемента осаждается на дырочный транспортный слой, а затем покрывается электронно-транспортным слоем, в отличие от традиционной архитектуры n-i-p устройств. Инвертированные перовскитные солнечные элементы обычно демонстрируют высокую стабильность, но отстают от обычных устройств с точки зрения эффективности преобразования и производительности элемента.
Исследователи заявили, что диполи на поверхности перовскита могут подавлять миграцию ионов, одновременно облегчая извлечение межфазного заряда и повышая гидрофобность. Они использовали тип диполя, известный как b-pV2F, и заявили, что он позволяет получить более компактную перовскитную пленку с увеличенным размером зерна около 480 нм.
«Атомно-силовая микроскопия показала, что b-pV2F уменьшил шероховатость поверхности с 54,4 до 41,1 нм, что, как ожидается, улучшит покрытие переносящими заряд слоями», — сказали они.
Команда измерила весь процесс формирования пленки с помощью широкоугольного рентгеновского рассеяния скользящего падения (GIWAXS) и обнаружила, что b-pV2F контролирует кристаллизацию перовскита, уменьшая энергию образования перовскита, что приводит к более упорядоченной кристаллической структуре. Конфигурация ячейки включает подложку из стекла / оксида индия и олова (ITO), акцептор электронов из метилового эфира фенил-C61-масляной кислоты (PCBM), слой перовскита, слой метилового эфира фенил-C61-масляной кислоты (PCBM), и металлический серебряный (Ag) контакт.
Устройство достигло эффективности преобразования энергии 24,2% при стандартных условиях освещения, напряжении холостого хода 1,18 В, токе короткого замыкания 24,8 мА/см2 и коэффициенте заполнения 84,3%. Шанхайский институт микросистем и информационных технологий (SIMIT) подтвердил результаты.
«Стабильность некапсулированных устройств в рабочих условиях показывает, что целевые перовскитные солнечные элементы сохраняют 96% начальной эффективности преобразования энергии после непрерывного отслеживания точки максимальной мощности в течение 1000 часов», — заявили ученые.
Они описали технологию ячеек в статье «Высокоэффективные p-i-n перовскитовые солнечные элементы, выдерживающие перепады температуры», которая недавно была опубликована в журнале Science. В исследовательскую группу входят ученые из Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) и Штутгартского университета в Германии, Китайской академии наук и Университета Суонси в Соединенном Королевстве.
См. также другие статьи про перовскитные солнечные элементы
Прочитано 822 раз(а)
0 комментариев