Източник:perovskite-info.com
Изследователи от китайския университет Чунцин, Китайската академия на науките (CAS) и JA Solar Holdings Co., заедно с южнокорейския Национален институт за наука и технологии Ulsan (UNIST) и германския CTF Solar и са проектирали перовскитна слънчева клетка, базирана на бинарна транспортен слой със смесени дупки (HTL), който според съобщенията предлага по-добра производителност от HTL, които разчитат на често използвани хигроскопични добавки.
Схематична илюстрация на планарната структура на nip perovskite слънчева клетка
Изображение: Китайска академия на науките, DeCarbon, лиценз Creative Commons CC BY 4.0
Екипът смеси два популярни материала за транспортиране на дупки, за да образува бинарен смесен HTL, който показа подобрена устойчивост на влага. В резултат на това PSC, оборудвани със смесен HTL, постигнаха шампионска ефективност на преобразуване на енергия (PCE) до 24,3 процента и превъзходна оперативна стабилност. Клетките без капсулиране могат да поддържат 90 процента първоначална ефективност след съхранение в тъмни условия на околната среда (30 процента относителна влажност) за 1200 часа. Тези резултати предполагат, че такъв смесен HTL може да бъде обещаваща стратегия за посрещане на бъдещите изисквания за фотоволтаични приложения с ниска цена, както и с отлична ефективност и стабилност на устройството.
Учените са произвели HTL с полимера Regioregulary poly(3-hexylthiophene) (P3HT) и Spiro-OMeTAD в смесена бинарна конфигурация, за която твърдят, че предлага по-добра защита на перовскитния абсорбер, използван в клетката, благодарение на хидрофобността на P3HT. „P3HT не само проявява по-висока степен на молекулярен ред, но също така показва преференциална ориентация „с лице към“, т.е. молекулите на P3HT са успоредни на субстрата, което има значителни положителни ефекти върху оптико-електронните свойства и подвижността на носителите на заряд, “ обясниха те.
Екипът изгради слънчевата клетка със субстрат от индиев калаен оксид (ITO), калаен (IV) оксид (SnO2) електронен транспортен слой (ETL), перовскитен слой, предложения HTL, буферен слой от молибденов оксид (MoOx) и златен (Au) метален контакт.
Изследователите тестваха работата на няколко слънчеви клетки, разработени с този дизайн и с активна площ от 0,08 cm2 чрез соларен симулатор, оборудван с 450 W ксенонова лампа и Keithley 2400 измервателен уред при стандартни условия на осветеност. Шампионското устройство постигна ефективност на преобразуване на енергия от 24,30 процента и сертифицирана ефективност от 24,22 процента. Той също така постигна напрежение на отворена верига от 1,18 V, плътност на тока на късо съединение от 24,94 mA cm-2 и коефициент на запълване от 82,51 процента. Клетката също успя да запази 90 процента от първоначалната си ефективност след 1200 часа съхранение в тъмна околна среда.
„Успешна модификация на конвенционалния Spiro-OMeTAD HTL беше демонстрирана чрез включване на хидрофобен полимерен P3HT в Spiro-OMeTAD филм за подобряване на ефективността и стабилността на перовскитните слънчеви клетки“, заключава групата. „Вярваме, че тази стратегия ще проправи пътя към разработването на евтини, ефективни и стабилни перовскитни слънчеви клетки.“
