В последние годы исследователи изучали различные конструкции солнечных элементов для содействия их широкому внедрению. В последнее время исследователи стратегически повышают эффективность органических солнечных элементов из-за их преимуществ по сравнению с традиционными. Органические солнечные элементы, использующие перовскитные материалы, имеют более низкую стоимость изготовления, большую гибкость и настраиваемость.
Исследователи из Сучжоуской ключевой лаборатории новых полупроводниковых оптоэлектронных материалов и устройств Сучжоуского университета разработали метод уменьшения фазового расслоения в перовскитах с широкой запрещенной зоной . Хотя теоретически эти тандемные ячейки могут достигать высоких показателей эффективности преобразования энергии и стабильности, они сталкиваются с трудностями из-за фазового расслоения, которое ухудшает характеристики перовскитов с широкой запрещенной зоной и препятствует рекомбинации в межсоединительных слоях.
Тем самым улучшая производительность и стабильность тандемных ячеек перовскит/органика. Их описанная стратегия включает включение псевдотригалогенидного сплава в смешанные галогенидные перовскиты, содержащие йод и бром.
Несмотря на максимальную сертифицированную эффективность преобразования энергии (PCE) в 19.4% , органические солнечные элементы все еще уступают кремниевым солнечным элементам. Для повышения эффективности и стабильности исследователи предлагают объединить органические элементы со смешанными галогенидными перовскитами с широкой запрещенной зоной для создания тандемных перовскитно-органических солнечных элементов.
В другом исследовании был сделан вывод, что простой эксперимент ученых из Кембриджа может значительно ускорить производство экологически чистого топлива.
Результаты эксперимента
Исследователи использовали перовскит/органические тандемные солнечные элементы для оценки предлагаемой ими методики подавления фазовой сегрегации в широкозонных перовскитах. Первоначальные испытания показали, что тандемные солнечные элементы имели PCE 25.82%, сертифицированный PCE 25.06% и рабочую стабильность 1,000 часов.
Проблемы и решения в области тандемных солнечных элементов
Исследователи обнаружили, что введение их псевдогалогеновых тиоцианатных ионов в смешанные галогенидные перовскиты йода/бромида предотвращает разделение галогенидных элементов внутри солнечного элемента. Тиоцианат в конечном итоге замедлил кристаллизацию, предотвратив перемещение ионов и, таким образом, облегчив передачу электрического заряда в солнечных элементах.
Будущие перспективы эффективных органических солнечных элементов
В будущем эта методология может быть расширена и применена к другим широкозонным перовскитам различных составов. Это может в конечном итоге привести к разработке потенциальных новых перовскитных/органических фотоэлектрических элементов. Эти будущие версии могут быть более стабильными при различной интенсивности света, иметь более высокие PCE и функционировать в течение более длительных периодов до ухудшения.
Источник : Подавление фазового разделения в широкозонных перовскитах
