Zdroj:perovskite-info.com
Výzkumníci z čínské univerzity Chongqing, Čínské akademie věd (CAS) a JA Solar Holdings Co., spolu s jihokorejským Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) a německým CTF Solar navrhli perovskitový solární článek založený na binárním transportní vrstva smíšených děr (HTL), která údajně nabízí lepší výkon než HTL, které se spoléhají na běžně používané hygroskopické příměsi.
Schematické znázornění rovinné struktury nip perovskitového solárního článku
Obrázek: Čínská akademie věd, DeCarbon, Creative Commons License CC BY 4.0
Tým smíchal dva oblíbené materiály pro transport otvorů, aby vytvořil binární smíšený HTL, který vykazoval zlepšenou odolnost proti vlhkosti. Výsledkem je, že PSC vybavené smíšeným HTL dosáhly mistrovské účinnosti přeměny energie (PCE) až 24,3 procenta a vynikající provozní stability. Články bez zapouzdření si mohou po skladování v tmavém prostředí (30 procent RH) po dobu 1200 hodin udržet 90procentní počáteční účinnost. Tyto výsledky naznačují, že takový smíšený HTL by mohl být slibnou strategií pro splnění budoucích požadavků fotovoltaických aplikací s nízkými náklady, stejně jako s vynikající účinností a stabilitou zařízení.
Vědci vyrobili HTL s polymerem Regioregular poly(3-hexylthiofen) (P3HT) a Spiro-OMeTAD ve smíšené binární konfiguraci, o které tvrdí, že nabízí lepší ochranu perovskitovému absorbéru použitému v buňce díky hydrofobnosti P3HT. "P3HT nejen vykazuje vyšší stupeň molekulárního řádu, ale také vykazuje preferenční orientaci 'čelem k sobě', tj. molekuly P3HT jsou paralelní se substrátem, což má významný pozitivní vliv na optoelektronické vlastnosti a mobilitu nosičů náboje, “ vysvětlili.
Tým postavil solární článek se substrátem oxidu india a cínu (ITO), vrstvou oxidu cíničitého (SnO2) pro přenos elektronů (ETL), vrstvou perovskitu, navrhovanou vrstvou HTL, vrstvou oxidu molybdenu (MoOx) a vrstvou zlatý (Au) kovový kontakt.
Výzkumníci testovali výkon několika solárních článků vyvinutých s tímto designem a s aktivní plochou 0,08 cm2 prostřednictvím solárního simulátoru vybaveného xenonovou lampou 450 W a měřičem zdroje Keithley 2400 za standardních podmínek osvětlení. Šampionské zařízení dosáhlo účinnosti přeměny energie 24,30 procenta a certifikované účinnosti 24,22 procenta. Dosáhl také napětí naprázdno 1,18 V, hustoty zkratového proudu 24,94 mA cm-2 a faktoru plnění 82,51 procenta. Článek byl také schopen zachovat 90 procent své počáteční účinnosti po 1200 hodinách skladování v tmavém prostředí.
"Úspěšná modifikace konvenčního Spiro-OMeTAD HTL byla prokázána začleněním hydrofobního polymerního P3HT do Spiro-OMeTAD fólie pro zlepšení účinnosti a stability perovskitových solárních článků," uzavřela skupina. "Věříme, že tato strategie připraví cestu k vývoji levných, účinných a stabilních perovskitových solárních článků."
