Прочный перовскитовый солнечный элемент разработан в японском Национальном институте материаловедения

В Национальном институте материаловедения (NIMS), Япония, разработан прочный перовскитовый солнечный элемент площадью 1 см², способный генерировать электричество в течение более 1000 часов непрерывной работы с эффективностью фотоэлектрического преобразования более 20% при воздействии солнечного света.

Солнечные элементы на основе перовскита являются потенциально многообещающей технологией солнечных элементов следующего поколения, поскольку их можно производить проще и с меньшими затратами, чем обычные солнечные элементы. Однако у перовскитных солнечных элементов есть и недостатки: они склонны к деградации при взаимодействии с молекулами воды, и сделать их долговечными и высокоэффективными сложно.

Исследовательская группа добавила производное гидразина, содержащее водоотталкивающие атомы фтора (5F-PHZ), к границе раздела между слоем переноса электронов и слоем перовскита. Использование этого интерфейса также уменьшило количество кристаллических дефектов, образующихся на поверхности слоя перовскита, что является причиной снижения эффективности выработки электроэнергии. Кроме того, команда добавила производное фосфоновой кислоты (MeO-2PACz) к границе раздела между транспортным слоем дырок и слоем перовскита, что свело к минимуму образование дефектов в транспортном слое дырок и тем самым повысило эффективность выработки энергии солнечным элементом.

В будущих исследованиях команда планирует разработать еще более эффективные и долговечные солнечные элементы из перовскита, создав базу данных молекул, которые можно интегрировать в интерфейс.

Исследование было опубликовано в выпуске Advanced Energy Materials за 2022 год (стр. 2202029) и в выпуске ACS Omega за 2022 год (том 7, стр. 12147−12157).

Рисунок. Схема перовскитового солнечного элемента (слева), его структура (в центре) и молекулы, интегрированные в его интерфейсы (справа)

Источник