Команда инженеров из Хуачжунского университета науки и технологий в Китае спроектировала, построила и провела независимые испытания полностью перовскитного тандемного солнечного элемента с рекордной эффективностью. Их статья опубликована в журнале Nature Communications.
Перовскитные тандемные солнечные элементы объединяют два материала для захвата более широкого спектра солнечного света, тем самым повышая эффективность. Обычно они изготавливаются путем соединения верхней части из перовскита с нижней частью из другого материала, например, кремния или другого варианта перовскита.
Перовскит — это минерал, состоящий в основном из титаната кальция. Производители солнечных батарей тестируют использование перовскита в качестве замены кремнию, поскольку он менее дорогой, более эффективный и простой в изготовлении, а также позволяет создавать солнечные батареи неровной или даже гибкой конфигурации.
Однако использование перовскита в коммерческих приложениях было ограничено трудностями в производстве поверхностей панелей без дефектов , которые вызывают потерю неизлучательной энергии, снижая эффективность ячейки. В этой новой работе исследовательская группа нашла способ создания ячеек с использованием материала с гораздо меньшим количеством дефектов, что привело к рекордной эффективности.
Работа включала разработку метода реконструкции поверхности, который уменьшает дефекты поверхности в верхней части ячейки перовскита. Метод использует BDA и EDAI 2 для модификации (полировки) поверхности ячейки.
Команда смогла создать смешанную перовскитную пленку Sn–Pb с меньшим количеством дефектов, чем те, которые были сделаны с использованием других технологий или материалов . Это позволило улучшить транспорт носителей заряда и сократить потери энергии в транспортном слое.
Чтобы протестировать свою новую технологию, исследователи создали и отполировали верхнюю ячейку, которая служила поглощающим свет слоем. Затем они поместили ее поверх слоя переноса электронов, сделанного из C 60 , со слоем переноса дырок, сделанным из PEDOT:PSS. Затем они добавили золотые контакты.
Тестирование показало, что эффективность преобразования энергии ячейки составляет 28,49%, что было подтверждено независимо. Они также отмечают, что ячейка продемонстрировала долговечность, продолжая работать в оптимальном режиме после 550 часов непрерывной работы.
