Izvor:perovskite-info.com
Istraživači sa kineskog Univerziteta Chongqing, Kineske akademije nauka (CAS) i JA Solar Holdings Co., zajedno sa južnokorejskim Ulsanovim nacionalnim institutom za nauku i tehnologiju (UNIST) i njemačkim CTF Solar dizajnirali su perovskitnu solarnu ćeliju zasnovanu na binarnom mješoviti transportni sloj (HTL) koji navodno nudi bolje performanse od HTL-a koji se oslanjaju na uobičajeno korištene higroskopne dodatke.
Šematski prikaz planarne strukture solarne ćelije od nip perovskita
Slika: Kineska akademija nauka, DeCarbon, Creative Commons License CC BY 4.0
Tim je pomiješao dva popularna materijala za transport rupa kako bi formirao binarni mješoviti HTL, koji je pokazao poboljšanu otpornost na vlagu. Kao rezultat toga, PSC opremljeni mješovitim HTL-om postigli su šampionsku efikasnost konverzije energije (PCE) do 24,3 posto i superiornu operativnu stabilnost. Ćelije bez inkapsulacije mogu održati 90 posto početne efikasnosti nakon skladištenja u tamnom ambijentu (30 posto relativne vlažnosti) tokom 1200 sati. Ovi rezultati sugeriraju da bi takav mješoviti HTL mogao biti obećavajuća strategija za ispunjavanje budućih zahtjeva fotonaponskih aplikacija uz nisku cijenu, kao i odličnu efikasnost i stabilnost uređaja.
Naučnici su proizveli HTL sa polimerom Regioregular poly(3-heksiltiofen) (P3HT) i Spiro-OMeTAD u mješovitoj binarnoj konfiguraciji, za koju tvrde da nudi bolju zaštitu perovskitnog apsorbera koji se koristi u ćeliji zahvaljujući hidrofobnosti P3HT. "P3HT ne samo da pokazuje viši stepen molekularnog reda, već pokazuje i preferencijalnu 'face-on' orijentaciju, tj. P3HT molekuli su paralelni sa supstratom, što ima značajan pozitivan učinak na opto-elektronska svojstva i pokretljivost nosioca naboja, “ objasnili su.
Tim je izgradio solarnu ćeliju sa supstratom od indijum-kalaj oksida (ITO), slojem za transport elektrona (ETL) od kalaj(IV) oksida (SnO2), slojem perovskita, predloženim HTL-om, puferskim slojem molibden-oksida (MoOx) i zlatni (Au) metalni kontakt.
Istraživači su testirali performanse nekoliko solarnih ćelija razvijenih ovim dizajnom i sa aktivnom površinom od 0.08 cm2 kroz solarni simulator opremljen ksenonskom lampom od 450 W i mjeračem izvora Keithley 2400 u standardnim uvjetima osvjetljenja. Šampionski uređaj postigao je efikasnost konverzije energije od 24,30 posto i certificiranu efikasnost od 24,22 posto. Takođe je postigao napon otvorenog kola od 1,18 V, gustinu struje kratkog spoja od 24,94 mA cm{15}} i faktor punjenja od 82,51 posto. Ćelija je takođe uspela da zadrži 90 procenata svoje početne efikasnosti nakon 1200 sati skladištenja u mračnom ambijentu.
"Uspješna modifikacija konvencionalnog Spiro-OMeTAD HTL demonstrirana je ugradnjom hidrofobnog polimera P3HT u Spiro-OMeTAD film kako bi se poboljšala efikasnost i stabilnost perovskitnih solarnih ćelija", zaključila je grupa. "Vjerujemo da će ova strategija utrti put razvoju jeftinih, efikasnih i stabilnih perovskitnih solarnih ćelija."
