Источник: perovskite-info.com
Исследователи из китайского Университета Чунцин, Китайской академии наук (CAS) и JA Solar Holdings Co., совместно с Ульсанским национальным институтом науки и технологий Южной Кореи (UNIST) и немецкой CTF Solar разработали перовскитовый солнечный элемент на основе бинарного Транспортный слой со смешанными отверстиями (HTL), который, как сообщается, обеспечивает лучшую производительность, чем HTL, основанные на обычно используемых гигроскопических присадках.
Схематическое изображение плоской структуры нипперовскитового солнечного элемента
Изображение: Китайская академия наук, DeCarbon, лицензия Creative Commons CC BY 4.0
Команда смешала два популярных материала для транспортировки отверстий, чтобы сформировать бинарный смешанный HTL, который показал улучшенную влагостойкость. В результате PSC, оснащенные смешанным HTL, достигли рекордной эффективности преобразования энергии (PCE) до 24,3% и превосходной стабильности работы. Ячейки без инкапсуляции могут поддерживать 90-процентную начальную эффективность после хранения в темных условиях окружающей среды (30-процентная относительная влажность) в течение 1200 часов. Эти результаты показывают, что такой смешанный HTL может быть многообещающей стратегией для удовлетворения будущих потребностей фотоэлектрических приложений с низкой стоимостью, а также с превосходной эффективностью и стабильностью устройства.
Ученые изготовили HTL с полимером Regioregular poly(3-гексилтиофен) (P3HT) и Spiro-OMeTAD в смешанной бинарной конфигурации, которая, как они утверждают, обеспечивает лучшую защиту перовскитного поглотителя, используемого в клетке, благодаря гидрофобности P3HT. «P3HT не только демонстрирует более высокую степень молекулярного порядка, но также демонстрирует предпочтительную ориентацию «лицом к лицу», то есть молекулы P3HT параллельны подложке, что оказывает значительное положительное влияние на оптоэлектронные свойства и подвижность носителей заряда. "объяснили они.
Команда построила солнечный элемент с подложкой из оксида индия и олова (ITO), слоем переноса электронов (ETL) из оксида олова (IV) (SnO2), слоем перовскита, предлагаемым HTL, буферным слоем из оксида молибдена (MoOx) и золотой (Au) металлический контакт.
Исследователи проверили работу нескольких солнечных элементов, разработанных с этой конструкцией и с активной площадью 0,08 см2, с помощью имитатора солнечной энергии, оснащенного ксеноновой лампой мощностью 450 Вт и измерителем источника Keithley 2400 при стандартных условиях освещения. Устройство-чемпион достигло эффективности преобразования энергии 24,30% и сертифицированного КПД 24,22%. Он также достиг напряжения холостого хода 1,18 В, плотности тока короткого замыкания 24,94 мА·см-2 и коэффициента заполнения 82,51 процента. Ячейка также смогла сохранить 90 процентов своей первоначальной эффективности после 1200 часов хранения в темноте.
«Была продемонстрирована успешная модификация обычного Spiro-OMeTAD HTL путем включения гидрофобного полимера P3HT в пленку Spiro-OMeTAD для повышения эффективности и стабильности перовскитных солнечных элементов», — заключила группа. «Мы считаем, что эта стратегия проложит путь к разработке недорогих, эффективных и стабильных перовскитных солнечных элементов».
