In de afgelopen jaren hebben onderzoekers verschillende ontwerpen van zonnecellen bestudeerd om wijdverbreide inzet te bevorderen. Onlangs hebben onderzoekers de efficiëntie van organische zonnecellen strategisch verbeterd vanwege de voordelen ten opzichte van traditionele zonnecellen. Organische zonnecellen die perovskietmaterialen gebruiken, hebben lagere productiekosten, grotere flexibiliteit en afstembaarheid.
Onderzoekers van Universiteit van Soochow Het Suzhou Key Laboratory of Novel Semiconductor-Optoelectronic Materials and Devices heeft een methode ontwikkeld om fasescheiding in perovskieten met een brede bandkloof verminderenHoewel deze tandemcellen theoretisch gezien hoge PCE's en stabiliteiten kunnen bereiken, worden ze geconfronteerd met obstakels vanwege fasesegregatie die de prestaties van breedbandgap perovskiet verslechtert en de recombinatie van de interconnectielaag belemmert.
Daarmee worden de prestaties en stabiliteit van perovskiet/organische tandemcellen verbeterd. Hun beschreven strategie omvat het opnemen van een pseudo-triple-halidelegering in gemengde halideperovskieten die jodium en broom bevatten.
Ondanks dat er een maximum is gecertificeerde vermogensconversie-efficiëntie (PCE) van 19.4%, organische zonnecellen blijven nog steeds achter bij silicium zonnecellen. Om de efficiëntie en stabiliteit te verbeteren, stellen onderzoekers voor om organische cellen samen te voegen met gemengde halide breedbandgap perovskieten om perovskiet/organische tandem zonnecellen te genereren.
Uit een ander onderzoek bleek dat: een simpele wending van Cambridge-wetenschappers kan de productie van schone brandstof een enorme impuls geven.
Experimentele resultaten
De onderzoekers hebben perovskiet/organische tandemzonnecellen gebruikt om hun voorgestelde techniek voor het onderdrukken van fasesegregatie in breedbandgap perovskieten te evalueren. Eerste testen lieten zien dat tandemzonnecellen een PCE van 25.82% hadden, met een gecertificeerde PCE van 25.06% en een operationele stabiliteit van 1,000 uur.
Uitdagingen en oplossingen in tandemzonnecellen
De onderzoekers ontdekten dat het introduceren van hun pseudo-halogeenthiocyanaationen in jodium/bromide gemengde halideperovskieten voorkomt dat halide-elementen zich binnen de zonnecel scheiden. Thiocyanaat vertraagde uiteindelijk de kristallisatie, waardoor ionen niet konden bewegen en zo de overdracht van elektrische lading in de zonnecellen werd vergemakkelijkt.
Toekomstperspectieven van efficiënte organische zonnecellen
In de toekomst zou deze methodologie kunnen worden uitgebreid en toegepast op andere breedbandgap perovskieten van verschillende samenstellingen. Dit zou uiteindelijk kunnen leiden tot de ontwikkeling van potentiële nieuwe perovskiet/organische fotovoltaïsche cellen. Deze toekomstige versies zouden stabieler kunnen zijn onder verschillende lichtintensiteiten, hogere PCE's kunnen hebben en langer kunnen functioneren voordat ze verslechteren.
Bron : Onderdrukking van fasesegregatie in perovskieten met een brede bandkloof
