Изследователи от университета Нанкай и Пекинския технологичен институт твърдят, че са постигнали нов световен рекорд за ефективност на преобразуване на енергия за перовскитна слънчева клетка с обърната архитектура.
Инвертираните перовскитни клетки имат структура на устройството, известна като „p-i-n“, при която дупково-селективният контакт p е в долната част на вътрешния перовскитен слой i с електронен транспортен слой n в горната част.
Конвенционалните халогенни перовскитни клетки имат същата структура, но обърната – „n-i-p“ оформление. При n-i-p архитектурата слънчевата клетка се осветява през страната на електронен транспортен слой (ETL); при p-i-n структурата тя се осветява през повърхността на дупково-транспортния слой (HTL).
Въпреки че инвертираните перовскитни слънчеви клетки показват бързо повишаване на ефективността през последните години, тези устройства все още изостават от своите n-i-p аналози поради постоянните загуби от нерадиационна рекомбинация, възникващи на текстурирания интерфейс между ETL и перовскитния абсорбатор.
След серия опити учените са достигнали до нова технология на производство, с която – тествана при стандартни условия на осветление – слънчевата клетка постига сертифицирана ефективност на преобразуване от 27,17%, поставяйки нов рекорд за ефективност за обърнатата архитектура на клетката.
Устройството също така постига ефективност на обратното сканиране от 27,50%, което означава, че има още по-висока ефективност, когато измерването на ток-напрежение се извърши чрез сканиране от високо напрежение към ниско напрежение.
Изследователите често отчитат стойности както при сканиране напред, така и назад за перовскитни слънчеви клетки, тъй като технологията може да показва хистерезис, при който измерената производителност варира в зависимост от посоката на сканиране и условията на измерване.
Екипът също така е постигнал ефективност на преобразуване на мощност от 25,79% за устройство с единичен преход 1 cm², което показва, че подходът на интерфейсното инженерство остава високоефективен в лабораторен мащаб.
Учените са изработили и по-голям перовскитен модул с апертурна площ 16,02 cm², който осигурява ефективност от 23,33%.
„Нашето изследване разсея дългогодишната „мъгла относно производителността“ около формалните структурни устройства на механично ниво, отваряйки универсален и ефективен нов път за рационално проектиране на слоеве за електронен транспорт в инвертирани перовскитни устройства“, казват изследователите.
„Очаква се разработката да осигури техническа подкрепа за висока стабилност и мащабируемо производство на перовскитни фотоволтаични модули“, заключават те.
