Indičtí vědci sestrojili invertované perovskitové fotovoltaické zařízení. To používá samostatně sestavenou monovrstvu k potlačení neradiační rekombinace na rozhraní mezi perovskitovým absorbérem a vrstvou transportu děr. Článek dosáhl pozoruhodné účinnosti a udržel si počáteční hodnocení účinnosti po dobu 3,00 hodin.
Výzkumníci z Indického technologického institutu v Bombaji v Powai Mumbai v Indii vyrobili invertovaný perovskitový solární článek založený na transportní vrstvě děr (HTL) vyrobené z fosfonové kyseliny zvané methyl-substituovaný karbazol (Me-4PACz).
Invertované perovskitové články mají strukturu zařízení známou jako „pin“, ve kterém je děrově selektivní kontakt p ve spodní části vnitřní perovskitové vrstvy i s vrstvou transportu elektronů n nahoře. Konvenční halogenidové perovskitové články mají stejnou strukturu, ale obrácenou – uspořádání „nip“.
V nip architektuře se solární článek osvětlí přes stranu elektron-transportní vrstvy (ETL). Ve struktuře čepu se osvětlí povrchem transportní vrstvy díry (HTL).
,,Náš poskytuje vynikající přístup k zajištění toho, že elektronická Fermiho hladina se může vyladit podle bandgapu absorpční vrstvy. A proto bude velmi užitečná pro aplikace tandemových solárních článků,“ řekl hlavní autor výzkumu Dinesh Kabra. Kromě toho poskytuje další výhodu smáčivosti halogenidového perovskitového roztoku a poskytuje kompaktní, reprodukovatelnou a škálovatelnou vrstvu. Což je známo jako hlavní výzva pro tuto technologii spolu se stabilitou.“
Invertované perovskitové fotovoltaické zařízení
Vědci vysvětlili, že Me‑4PACz HTL je samostatně sestavená monovrstva (SAM). Ta potlačuje neradiační rekombinaci na rozhraní mezi perovskitovým absorbérem a vrstvou Me‑4PACz.
Solární článek má aktivní plochu 0,175 cm2. Je založen na substrátu ze skla a oxidu india a cínu (ITO), mezifázové vrstvě vyrobené z polymeru PFN, Me‑4PACz HTL, perovskitovém absorbéru, elektronové transportní vrstvě (ETL) vyrobené z fenyl-C61-máselné methylester kyseliny (PCBM), vrstvu pufru bathocuproin (BCP), vrstvu oxidu cínatého (SnO2) a transparentní vodivý film oxidu india a zinku (IZO).
Při testování za standardních podmínek dosáhl invertovaný perovskitový solární článek účinnosti přeměny energie 20,7 %. ,,Podle našich nejlepších znalostí je účinnost získaného zařízení jednou z nejvyšších hodnot hlášených pro Me-4PACz s trojkationtovým perovskitovým složením s bandgapem 1,6 eV,“ uvedli vědci. Zařízení udrželo počáteční účinnost po dobu 3 000 hodin.
„Věříme, že směšovací technika Me‑4PACz SAM s elektrolytickým polymerem PFN‑Br nejen otevře nové dveře k řešení hydrofobních SAM v účinných fotovoltaických zařízeních zpracovatelných v roztoku. A také umožní navrhovat nové polymery na bázi elektrolytů a/nebo malé molekuly. Ty lze kombinovat se SAM, a tím vytvořit lepší rozhraní,“ uvedli vědci.
Solární článek se prezentoval ve studii „Resolving the Hydrofobicity of the Me-4PACz Hole Transport Layer for Inverted Perovskite Solar Cells with Efficience >20 %“. Ta se publikovala v ACS Publications.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
