Устойчивые к влажному нагреву перовскитные фотоэлементы впервые показали КПД 24,3% - «Новости Электроники»

Ученые из Университета науки и технологий имени короля Абдуллы (KAUST) в Саудовской Аравии разработали солнечный элемент на основе 2D/3D-перовскитного гетероперехода, который, как утверждается, сохраняет более 95% своей первоначальной эффективности после 1000 часов испытаний в условиях повышенной

Ученые из Университета науки и технологий имени короля Абдуллы (KAUST) в Саудовской Аравии разработали солнечный элемент на основе 2D/3D-перовскитного гетероперехода, который, как утверждается, сохраняет более 95% своей первоначальной эффективности после 1000 часов испытаний в условиях повышенной влажности.

«Это исследование не первое, посвященное перовскитным солнечным элементам, подвергающимся влажному нагреву, но первое, в котором сообщается об эффективности, превышающей 20% после испытания с использованием промышленных методов инкапсуляции», - говорит соавтор исследования Эркан Айдин.

Специальный гетеропереход был изготовлен путем выращивания двумерных слоев перовскита на верхней поверхности трехмерного перовскита, который, как утверждается, обеспечивает пассивацию дефектов и устраняет миграцию ионов. Эти слои были встроены между трехмерной поверхностью перовскита и непрозрачным массивом верхних контактов, селективным по отверстиям. Фрагменты 2D-перовскита были определены путем подбора условий отжига при более высоких температурах.

Это привело к более эффективному переносу заряда на границе 2D/3D перовскита и электронно-селективном слое. Кроме того, по словам ученых, воздействие покрывающих слоев 2D-перовскита также повысило устойчивость пленки 3D-перовскита к влаге.

Ячейка была изготовлена с подложкой из стекла и оксида индия и олова (ITO), далее она была покрыта 2D-слоями, 3D-слоем перовскита, электронно-селективным слоем, буферным слоем на основе батокупроина (BCP) и металлическим серебряным контактом.

Устройство достигло эффективности преобразования энергии 24,3%, напряжения холостого хода примерно 1,20 В и коэффициента заполнения около 82%.

«Наша 2D-перовскитная пассивация одновременно служила в качестве барьера для миграции ионов, барьера для проникновения влаги и кислорода и пассивации дефектов, особенно при повышенных рабочих температурах, - рассказывают исследователи. - Наши результаты свидетельствуют об успешной инкапсуляции PSC, прошедших отраслевые испытания на влажное тепло в соответствии с протоколом IEC 61215: 2016».

По словам ученых, ячейка смогла достичь эффективности более 19% после 1000 часов испытаний влажным теплом. «Существенных изменений в структурных и оптических свойствах 2D-перовскитных пассивирующих пленок (как 3D-, так и 2D-перовскитов) не произошло после более чем 500 часов термического отжига при 85 градусах Цельсия, что подтверждает надежность нашего подхода к пассивации 2D-перовскита», - заключил Эрик Айдин.

Источник: science.org