Гибкие и долговечные перовскитные фотоэлементы с КПД 21% - «Новости Электроники»

Международная исследовательская группа, объединившая ученых из нескольких вузов США и Китая, разработала гибкую тонкопленочную солнечную панель, отличающуюся высокой надежностью и эффективностью 21%.

В основу устройства легли фотоэлементы типа n-i-p. Их изготовили путем нанесения на перовскитную пленку, состоящую из трехмерных кристаллов, маломерного защитного слоя из металлогалогенного перовскита (MHP). Такая структура позволила наделить ячейки герметичной оболочкой, создание которой на гибких панелях обычно является непростой задачей. Дополнительное покрытие также улучшило качество переноса энергии в полупроводнике.

Перовскитную пленку сформировали на подложках из стекла и фторированного оксида олова с помощью центрифугирования с последующим отжигом при 100 °C. Полученный материал поместили между слоем переноса электронов из оксида олова и слоем переноса дырок из полимера Spiro-OMeTAD. В качестве электродов были применены оксид индия-олова и золото.

Готовый фотоэлемент смог показать плотность тока короткого замыкания 23,5 мА•см2, напряжение холостого хода 1,15 В, коэффициент заполнения ВАХ 0,779 и КПД 21%. По словам ученых, это беспрецедентные результаты.

Устройство с защитным слоем сохранило производительность на уровне 90% от исходной после 800 часов работы. При этом у аналогичного фотоэлемента без покрытия эффективность снизилась до 79% уже через 475 часов.

Разработку также подвергли тесту на прочность, многократно сгибая и распрямляя элемент. После более чем 20 тысяч повторений таких циклов КПД фотоэлементов с защитой снизилось до 81%, а у простых ячеек — до 54%. По заявлению исследователей, это демонстрирует «беспримерную» прочность на изгиб тонкой пленки с дополнительным перовскитным слоем.

Источник: sciencedirect.com