Новые перовскитные солнечные панели сохраняют эффективность почти 80% даже после 550 ч

Университет науки и технологий Хуачжун (Китай) достиг рекордной эффективности преобразования энергии 28,49% для полностью перовскитного тандемного солнечного элемента. Об этом пишет interestingengineering.com.

Исследователи разработали метод реконструкции поверхности для уменьшения дефектов в верхней ячейке перовскита с широкой запрещенной зоной олова-свинца (Pb-Sn). Дефекты в перовскитных материалах могут привести к безызлучательным потерям энергии, что снижает общую эффективность солнечной батареи. Используя 1,4-бутандиамин (BDA) и дииодид этилендиаммония (EDAI2) в качестве модификаторов поверхности, они смогли создать высококачественные смешанные пленки перовскита Sn-Pb с уменьшенным количеством дефектов. Это привело к улучшению переноса носителей заряда и снижению потерь энергии на границе перовскита и электронного транспортного слоя.

Исследователи сконструировали солнечный элемент площадью 0,0871 см2. Он включает обработанный перовскит Sn-Pb в качестве поглощающего свет слоя. Кроме того, он имеет электронный транспортный слой из бакминстерфуллерена (C60), дырочный транспортный слой из PEDOT-PSS и золотой металлический контакт для завершения элемента.

Оптимизированное устройство достигло эффективности преобразования энергии 28,80% с впечатляющим напряжением холостого хода 2,13 В, плотностью тока короткого замыкания 16,06 мА см−2 и коэффициентом заполнения 84,19%. Эти результаты подчеркивают эффективность стратегии реконструкции поверхности в повышении общей производительности солнечного элемента.

Чтобы еще больше продемонстрировать применимость своего подхода, исследователи расширили процесс изготовления до устройств на уровне модуля.

"Мы также проверили эффективность реконструкции поверхности в устройствах на уровне модулей и получили рекордный PCE 23,39% при площади апертуры 11,3 см2", — отметили ученые.

Инкапсулированные тандемные ячейки показали замечательную стабильность. Они сохранили 79,7% своей первоначальной эффективности после 550 ч непрерывной работы. Эта стабильность крайне важна для коммерциализации перовскитных солнечных ячеек.