Izvor:perovskite-info.com
Istraživači s kineskog Sveučilišta Chongqing, Kineske akademije znanosti (CAS) i JA Solar Holdings Co., zajedno s južnokorejskim Nacionalnim institutom za znanost i tehnologiju Ulsan (UNIST) i njemačkim CTF Solarom, dizajnirali su perovskitnu solarnu ćeliju temeljenu na binarnoj transportni sloj s miješanim rupama (HTL) koji navodno nudi bolje performanse od HTL-ova koji se oslanjaju na uobičajeno korištene higroskopne dodatke.
Shematski prikaz planarne strukture nip perovskitne solarne ćelije
Slika: Kineska akademija znanosti, DeCarbon, licenca Creative Commons CC BY 4.0
Tim je pomiješao dva popularna materijala za prijenos rupa kako bi formirao binarni mješoviti HTL, koji je pokazao poboljšanu otpornost na vlagu. Kao rezultat toga, PSC opremljeni mješovitim HTL-om postigli su vrhunsku učinkovitost pretvorbe energije (PCE) do 24,3 posto i vrhunsku radnu stabilnost. Stanice bez kapsulacije mogu zadržati 90 posto početne učinkovitosti nakon skladištenja u tamnim uvjetima okoline (30 posto RH) tijekom 1200 sati. Ovi rezultati sugeriraju da bi takav mješoviti HTL mogao biti obećavajuća strategija za ispunjavanje budućih zahtjeva za fotonaponskim aplikacijama uz niske troškove, kao i izvrsnu učinkovitost i stabilnost uređaja.
Znanstvenici su proizveli HTL s polimerom Regioregular poly(3-hexylthiophene) (P3HT) i Spiro-OMeTAD u mješovitoj binarnoj konfiguraciji, za koju tvrde da nudi bolju zaštitu perovskitnom apsorberu koji se koristi u ćeliji zahvaljujući hidrofobnosti P3HT. "P3HT ne samo da pokazuje viši stupanj molekularnog reda, već također pokazuje preferencijalnu orijentaciju 'licem na', tj. molekule P3HT su paralelne sa supstratom, što ima značajne pozitivne učinke na opto-elektronička svojstva i pokretljivost nositelja naboja, “ objasnili su.
Tim je napravio solarnu ćeliju sa supstratom od indijevog kositrenog oksida (ITO), slojem za prijenos elektrona (ETL) od kositrenog(IV) oksida (SnO2), slojem perovskita, predloženim HTL-om, tamponskim slojem od molibdenovog oksida (MoOx) i zlato (Au) metalni kontakt.
Istraživači su testirali izvedbu nekoliko solarnih ćelija razvijenih s ovim dizajnom i aktivnom površinom od 0,08 cm2 kroz solarni simulator opremljen ksenonskom lampom od 450 W i mjeračem izvora Keithley 2400 pod standardnim uvjetima osvjetljenja. Šampionski uređaj postigao je učinkovitost pretvorbe energije od 24,30 posto i certificiranu učinkovitost od 24,22 posto. Također je postigao napon otvorenog kruga od 1,18 V, gustoću struje kratkog spoja od 24,94 mA cm-2 i faktor punjenja od 82,51 posto. Ćelija je također uspjela zadržati 90 posto svoje početne učinkovitosti nakon 1200 sati skladištenja u tamnom okruženju.
"Uspješna modifikacija konvencionalnog Spiro-OMeTAD HTL-a demonstrirana je ugradnjom hidrofobnog polimernog P3HT u Spiro-OMeTAD film kako bi se poboljšala učinkovitost i stabilnost perovskitnih solarnih ćelija", zaključila je skupina. "Vjerujemo da će ova strategija utrti put razvoju jeftinih, učinkovitih i stabilnih perovskitnih solarnih ćelija."
