Italský výzkumný tým tvrdí, že se jedná o první pokus solárních modulů založených na vzduchově stabilním absorbéru světla na bázi antimonu bez olova a cínu. Což je materiál inspirovaný perovskitem. Mini moduly mají účinnost přeměny energie 1,2 % na aktivní ploše 2,52 cm2.
Vědci z Tor Vergata University a National Research Council v Itálii poprvé vyvinuli vzduchově stabilní solární moduly. Ty se spoléhají na FV články na bázi antimonového (Sb) absorbéru.
,,Existuje rostoucí výzkum alternativ perovskitu bez olova (Pb) a cínu (Sn), ale byli jsme překvapeni, že dosud byly hlášeny pouze jednotlivé články, takže jsme se zaměřili na výrobu modulů s komerčně dostupným vybavením. Skutečnost, že námi vyvinuté solární články na bázi Sb měly dobrou vzduchovou a tepelnou stabilitu, nám umožnila provádět všechny kroky vzorování ve vzduchu,“ řekl hlavní autor výzkumu Thomas M. Brown.
„Klíčovou vlastností materiálů inspirovaných perovskitem na bázi antimonu, které jsme vyvinuli, je stabilita. A to zejména ve srovnání s jinými bezolovnatými alternativami,“ dodal. ,,V důsledku toho by se zvýšení účinnosti mělo stát hlavním cílem technologie na bázi Sb. Zatímco stabilita by se měla stát středem zájmu zařízení na bázi Sn.“
Podle výzkumné skupiny buňky vydržely testy teplotní stability až 85 °C na vzduchu. A všechny tři kroky laserového vzorování P1, P2 a P3 se mohly provádět mimo odkládací schránku. Což zjednodušilo výrobní krok. Klíčem k výsledkům byly dva kationty ve směsi prekurzorů.
První pokus založených na vzduchově stabilním absorbéru světla
Solární články se vyrobily s MA x Cs 3−x Sb 2 I 3 Cl 6 za použití jednokrokového procesu spin-coating v roztoku. Methylamonné (MA) a cesiové (Cs) směsné dvojkationtové Sb-buňky se vyrobily s fluorem dopovaným kompaktním oxidem titaničitým (TiO2), mezoporézním TiO2, MA x Cs 3−x Sb 2 I 3 Cl 6 absorbér, transportní vrstva otvorů vyrobená z konvenčního Spiro-OMeTAD a zlatý (Au) kovový kontakt.
Články dosáhly účinnosti přeměny energie 1,5 %. A jejich dlouhodobá stabilita se podle výzkumníků posílila o 60 %. To se ztrátou pouhých 10 % po asi 1 800 hodinách stárnutí na vzduchu. Mini solární moduly postavené s těmito články dosáhly účinnosti 1,2 % na aktivní ploše 2,52 cm2.
Skupina má v plánu prozkoumat aplikaci této technologie na vnitřní solární články a panely. „Je to proto, že jsme ukázali, že technologie perovskitu má vysoký potenciál pro sběr světla ve vnitřních prostředích. A protože vhodné zakázané pásmo pro polovodiče musí být při umělém osvětlení vyšší. Což otevírá možnost použití perovskitů na bázi antimonu pro tento účel,“ řekl Brown.
Do budoucna plánuje výzkumný tým snížit bandgap zařízení úpravou složení perovskitu, úpravou rychlosti krystalizace, minimalizací defektů zavedením aditiv, optimalizací přizpůsobení energetické hladiny a pasivací defektů pomocí rozhraní.
Jejich zjištění se představila v dokumentu „Air-Stable Lead-Free Antimony-Based Antimony-Based Perovskite Inspired Solar Cells and Modules“. Ten se publikoval v ACS Energy Letters.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
