Міні фотомодуль з перовскита з ефективністю 19,2%
Ефективність модуля була підтверджена Національною лабораторією поновлюваних джерел енергії США. Він був побудований з використанням перовскітним сонячних елементів для фотомодулів з стабілізованим ККД 23,6%, напругою розімкнутого ланцюга 1,17 В, щільністю струму короткого замикання 24,1 мА на см-2 і коефіцієнтом заповнення 0,842.
Група вчених з Університету Північної Кароліни розробила міні-перовскітний фотомодуль з ефективністю перетворення енергії до 19,3%, застосувавши новий підхід до проектування інтерфейсів.
Ці панелі призначені для загального призначення, тобто для всіх областей застосування, для яких може використовуватися звичайний фотомодуль.
Пристрій було побудовано за допомогою нової технології, спрямованої на стабілізацію вбудованих інтерфейсів перовскит-підкладка в використовуваних сонячних елементах. Загальноприйняті підходи, пояснили дослідники, раніше були спрямовані на стабілізацію інтерфейсів перовскит-метал-електрод за допомогою пасивації поверхні або обробки після виготовлення. “Деградація перовскітових сонячних елементів починається з інтерфейсів, включаючи як перовскит-метал електроди і перовскит-субстрати, де відбувається збагачення дефектами”, – заявили вони в статті «Стабілізація кордонів розділу перовскит-підкладка для високопродуктивних перовскітних модулів». “Стабілізація вбудованих нижніх інтерфейсів так само важлива, як і стабілізація [верхнього] інтерфейсу”.
Група з США виявила, що навколо цих поверхонь розділу зосереджена висока щільність пустот і що перовскит навколо цих пустот схильний до більш швидкої деградації. Їх освіта пояснюється присутністю диметилсульфоксида (ДМСО), який представляє собою нелеткий розчинник, який зазвичай використовується для поліпшення морфології перовскітної плівки поблизу дна перовскітних плівок.
Розчинник був замінений на твердотільну, координуючу свинець добавку карбогідразіда (КБГ), яка, за твердженням вчених, змогла зменшити утворення пустот і, в той же час, діяти як ефективний відновник шкідливого йоду, що утворюється в перовскітовом матеріалі. “КБГ майже не випаровувався під час термічного відпалу і, таким чином, залишався всередині перовскітових плівок”, – пояснили вчені.
За їхніми словами, нова добавка дозволила виготовити перовскітові сонячні елементи зі стабілізованою ефективністю 23,6%, напругою розімкнутого ланцюга 1,17 В, щільністю струму короткого замикання 24,1 мА / см-2 і коефіцієнтом заповнення 0,842. Перовскітні плівки, використані для осередків, були приготовлені методом нанесення покриття лезом при кімнатній температурі.
Потім ці осередки були використані вченими для виробництва міні-модулів з ККД 19,3 і 19,2%, з площею апертури 18,1 і 50 см2, відповідно. Ці результати були підтверджені Національною лабораторією поновлюваних джерел енергії Міністерства енергетики США (NREL), яка протестувала 112 міні-панелей, надісланих дослідницькою групою UNC. Більше половини пристроїв показали ККД понад 19%, а близько 77% з них – понад 18,5%. “Більш того, довгострокова експлуатаційна стабільність високоефективних перовскітних міні-модулів також була перевірена за допомогою статистичних результатів”, – пояснили вони далі. “П’ять міні-модулів зберегли 85% початкової ефективності перетворення енергії після 1 000 годин світлового впливу і імітації освітлення сонця при температурі 50 градусів Цельсія”.