Технология кристаллов продлевает жизнь перовскитовым солнечным элементам

Одним из них было открытие того, что продвижение кристаллических граней (111) на поверхности тонких пленок перовскита делает их более стабильными перед лицом тепла, света и влаги, согласно EPFL, которая работала в этом случае с Университетом Сонгюнкван в Южной Корее.

Исследователи рассмотрели грани на поверхности тонких пленок перовскита: (100) граней, которые встречаются чаще всего, и более редкие (111) граней.

«Исследование показало, что грань (100) особенно подвержена деградации, поскольку она может быстро перейти в нестабильную, неактивную фазу при воздействии влаги», — говорится в сообщении EPFL. «Напротив, грань (111) оказалась гораздо более стабильной и устойчивой к деградации».

Причиной деградации было связывание воды с гранями (100) на поверхности пленки, что приводило к нестабильности.

Добавление молекул лиганда для стимулирования роста более стабильной грани (111) на поверхности пленки, которую EPFL называет инженерией граней, позволило получить пленки, которые были «исключительно стабильными и устойчивыми как к влаге, так и к теплу», говорится в сообщении.

Сообщается о стабильности по отношению к влаге до 85% относительной влажности и температурам до 85°C без дополнительной пассивации поверхности.

Работа освещена в газете 'Открытие зависимой от граней деградации и инженерии граней для стабильных перовскитных солнечных элементов', опубликованном журналом Science.

Всего несколькими днями ранее в том же журнале, на этот раз с другими сотрудниками, EPFL опубликовала еще одну статью о долговечных тонкопленочных перовскитных солнечных элементах, созданных парой модификаций.

Добавка использовалась для укрепления кристаллической структуры путем проектирования границ зерен, что повысило устойчивость к освещению, теплу и влаге, а также была внесена модификация для введения отверстий в материал для переноса отверстий, эффективно легирующий его p-легированием.

Полученные ячейки достигли эффективности 23,5% на 1 см² солнечный элемент из перовскита со смешанным катионом и анионом и 21,4% для 17,1 см² солнечный модуль из перовскита - последний сохраняет 95,5% своей начальной эффективности после> 3000 часов при освещении одним солнцем при 70 ° C.

Для этого EPFL работала с Хуачжунским университетом науки и технологий, Уханьским технологическим университетом, Южным университетом науки и технологий (Шэньчжэнь), Уханьским университетом и Китайской академией наук. Он публикуется как «Радикальное полимерное p-легирование и модуляция зерен для стабильных и эффективных перовскитных солнечных модулей'.