W ostatnich latach naukowcy badali różne projekty ogniw słonecznych, aby promować powszechne wdrażanie. Ostatnio naukowcy strategicznie zwiększają wydajność organicznych ogniw słonecznych ze względu na ich zalety w porównaniu z tradycyjnymi ogniwami. Organiczne ogniwa słoneczne, które wykorzystują materiały perowskitowe, mają niższe koszty produkcji, większą elastyczność i możliwość dostrajania.
Naukowcy z Uniwersytet Soochow Laboratorium Suzhou Key Laboratory of Novel Semiconductor-Optoelectronic Materials and Devices opracowało metodę zmniejszyć segregację faz w perowskitach o szerokiej przerwie energetycznejChociaż te ogniwa tandemowe mogłyby teoretycznie osiągnąć wysokie PCE i stabilność, napotykają one na przeszkody ze względu na segregację faz, która pogarsza wydajność perowskitu o szerokiej przerwie energetycznej i utrudnia rekombinację warstwy połączeń.
Poprawiając w ten sposób wydajność i stabilność ogniw tandemowych perowskit/organicznych. Opisana przez nich strategia obejmuje włączenie stopu pseudo-tri-halogenkowego do mieszanych perowskitów halogenkowych zawierających jod i brom.
Pomimo posiadania maksimum certyfikowana sprawność konwersji energii (PCE) na poziomie 19.4%, organiczne ogniwa słoneczne nadal pozostają w tyle za ogniwami krzemowymi. Aby poprawić wydajność i stabilność, naukowcy proponują połączenie ogniw organicznych z mieszanymi perowskitami halogenkowymi o szerokiej przerwie energetycznej, aby wytworzyć tandemowe ogniwa słoneczne perowskit/organiczne.
W innym badaniu stwierdzono, prosty pomysł naukowców z Cambridge może znacznie zwiększyć produkcję czystego paliwa.
Wyniki eksperymentalne
Naukowcy wykorzystali ogniwa słoneczne tandemowe perowskitowe/organiczne do oceny proponowanej przez nich techniki tłumienia segregacji faz w perowskitach szerokopasmowych. Wstępne testy wykazały, że ogniwa słoneczne tandemowe miały PCE na poziomie 25.82%, z certyfikowanym PCE na poziomie 25.06% i stabilnością roboczą na poziomie 1,000 godzin.
Wyzwania i rozwiązania w zakresie ogniw słonecznych tandemowych
Naukowcy odkryli, że wprowadzenie ich pseudohalogenowych jonów tiocyjanianowych do jodowo-bromkowych perowskitów halogenkowych zapobiega rozdzielaniu się elementów halogenkowych w ogniwie słonecznym. Tiocyjanian ostatecznie spowolnił krystalizację, uniemożliwiając ruch jonów, a tym samym ułatwiając przenoszenie ładunku elektrycznego w ogniwach słonecznych.
Perspektywy na przyszłość wydajnych organicznych ogniw słonecznych
W przyszłości tę metodologię można by rozszerzyć i zastosować do innych perowskitów o szerokiej przerwie energetycznej o różnym składzie. To mogłoby ostatecznie doprowadzić do rozwoju potencjalnych nowych perowskitów/organicznych ogniw fotowoltaicznych. Te przyszłe wersje mogłyby być bardziej stabilne przy różnym natężeniu światła, mieć wyższe PCE i działać przez dłuższe okresy przed pogorszeniem.
Źródło : Tłumienie segregacji faz w perowskitach szerokopasmowych
