Стратегія добавок PCBM підвищує ефективність та довговічність інвертованих перовскітових сонячних елементів
Інноваційна розробка інвертованих перовскітних сонячних елементів: підвищення ефективності та стабільності
Чи знаєте ви, що новітні технології дозволяють суттєво підвищити ефективність сонячних елементів? Дослідники з Хефейських інститутів фізичної науки Китайської академії наук нещодавно продемонстрували це, створивши покращений електронний транспорний шар для інвертованих перовскітних сонячних елементів. Під керівництвом професора Пан Сюй, цей прорив підвищує як ефективність потужності, так і стабільність в умовах експлуатації.
Перовскітні сонячні елементи вражають своєю ефективністю, досягаючи близько 27 відсотків. Це одна з причин, чому вони сприймаються як перспективна технологія для наступного покоління фотовольтаїки. На що ж саме зосереджується команда з Хефея? На оптимізації поведінки похідної фуллерену PCBM, що раніше позитивно зарекомендувала себе в покращенні розподілу катіонів у поглиначі перовскіта.
Однак, PCBM має свої виклики. Цей матеріал схильний до утворення димерів під впливом тепла та світла, що може знижувати ефективність пристроїв. Щоб боротися з цим явищем, дослідники вивчили, як молекули PCBM ведуть себе на різних поверхнях перовскіту, і виявили, що саме неоднорідність молекулярної орієнтації сприяє небажаному двадимерному утворенню.
Використовуючи ці знання, команда розробила спеціальну добавку, 2,3,5,6-тетрафлуор-4-йодбензойну кислоту (FIBA), яка допомагає оптимізувати упаковку молекул PCBM. Це захищає структуру від небажаних димерних утворень та покращує ефективність сонячних пристроїв.
Результати дослідження
Разом із новим транспортним шаром, дослідники досягли ефективності перетворення 26,6 відсотка для маленьких пристроїв площею 0,1 квадратного сантиметра. Одноклітинні пристрої з площею 1 квадратний сантиметр дійшли до 25,3 відсотка ефективності, а великимодули площею 762 квадратних сантиметри показали 21,3 відсотка.
Це дослідження демонструє високий рівень інноваційності та перспективи застосування як в лабораторних умовах, так і на більших комерційних масштабах. Новий підхід не лише підвищує продуктивність, але й покращує стабільність пристроїв під впливом складних умов експлуатації. Це ще один істотний крок у напрямку до стійкого енергетичного майбутнього, на яке ми всі так очікуємо.
