Zdroj:perovskite-info.com
Výskumníci z čínskej univerzity Chongqing, Čínskej akadémie vied (CAS) a JA Solar Holdings Co., spolu s juhokórejským Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) a nemeckým CTF Solar navrhli perovskitový solárny článok založený na dvojhviezde. transportná vrstva zmiešaných dier (HTL), ktorá údajne ponúka lepší výkon ako HTL, ktoré sa spoliehajú na bežne používané hygroskopické dopanty.
Schematické znázornenie rovinnej štruktúry nip perovskitového solárneho článku
Obrázok: Čínska akadémia vied, DeCarbon, Creative Commons License CC BY 4.0
Tím zmiešal dva populárne materiály na transport otvorov, aby vytvoril binárny zmiešaný HTL, ktorý vykazoval zlepšenú odolnosť proti vlhkosti. Výsledkom je, že PSC vybavené zmiešaným HTL dosiahli majstrovskú účinnosť konverzie energie (PCE) až 24,3 percenta a vynikajúcu prevádzkovú stabilitu. Články bez zapuzdrenia si môžu zachovať 90-percentnú počiatočnú účinnosť po skladovaní v podmienkach tmavého prostredia (30 % relatívnej vlhkosti) počas 1200 hodín. Tieto výsledky naznačujú, že takáto zmiešaná HTL by mohla byť sľubnou stratégiou na splnenie budúcich požiadaviek fotovoltaických aplikácií s nízkymi nákladmi, ako aj s vynikajúcou účinnosťou a stabilitou zariadenia.
Vedci vyrobili HTL s polymérom Regioregular poly(3-hexyltiofén) (P3HT) a Spiro-OMeTAD v zmiešanej binárnej konfigurácii, o ktorej tvrdia, že ponúka lepšiu ochranu perovskitovému absorbéru použitému v bunke vďaka hydrofóbnosti P3HT. „P3HT nielenže vykazuje vyšší stupeň molekulárneho usporiadania, ale vykazuje aj preferenčnú orientáciu „face-on“, tj molekuly P3HT sú paralelné so substrátom, čo má významný pozitívny vplyv na optoelektronické vlastnosti a mobilitu nosiča náboja, “ vysvetlili.
Tím postavil solárny článok so substrátom oxidu india a cínu (ITO), vrstvou oxidu cíničitého (SnO2) elektrónového transportu (ETL), vrstvou perovskitu, navrhovanou vrstvou HTL, vrstvou oxidu molybdénového (MoOx) a vrstvou zlatý (Au) kovový kontakt.
Výskumníci testovali výkon niekoľkých solárnych článkov vyvinutých s týmto dizajnom a s aktívnou plochou 0,08 cm2 prostredníctvom solárneho simulátora vybaveného 450 W xenónovou lampou a zdrojom Keithley 2400 za štandardných podmienok osvetlenia. Zariadenie šampióna dosiahlo účinnosť premeny energie 24,30 percenta a certifikovanú účinnosť 24,22 percenta. Dosiahol tiež napätie naprázdno 1,18 V, hustotu skratového prúdu 24,94 mA cm-2 a faktor plnenia 82,51 percenta. Bunka bola tiež schopná zachovať 90 percent svojej pôvodnej účinnosti po 1 200 hodinách skladovania v tmavom prostredí.
"Úspešná modifikácia konvenčného Spiro-OMeTAD HTL bola preukázaná začlenením hydrofóbneho polymérneho P3HT do filmu Spiro-OMeTAD na zlepšenie účinnosti a stability perovskitových solárnych článkov," uzavrela skupina. "Veríme, že táto stratégia pripraví pôdu pre vývoj nízkonákladových, efektívnych a stabilných perovskitových solárnych článkov."
