Исследователи из Научно-технологического университета им. короля Абдаллы (KAUST) разработали новый метод синтеза, генерирующий однородные, лишенные дефектов кристаллы, способные ускорить вывод на рынок перовскитных солнечных батарей.
Производительность и стабильность установок зависят от морфологии перовскитных пленок, действующих как светособирающий слой. В современных солнечных батареях они обычно имеют поликристаллическую, неупорядоченную структуру с дефектами, ухудшающими оптические характеристики. Специалисты из KAUST нашли способ решить эту проблему, сообщает phys.org. Выводы исследования представлены в ACS Energy Letters.
«Перовскитные батареи – самая быстроразвивающаяся фотоэлектрическая технология. Эффективность преобразования энергии за 10 лет (2009-2019) выросла с 3,8% до 24,2% у устройств с одним переходом», — сказал Осман Бакр, руководивший проектом с Омаром Мохаммедом.
Такая скорость улучшения связана с недорогим и простым производством. Гибридные свинцовые перовскиты, сочетающие метиламмониевый катион с несколькими галоидами, вроде анионных форм брома и йода, имеют узкую, настраиваемую оптическую запрещенную зону. Она почти соответствует теоретическому значению, необходимому для достижения максимальной эффективности преобразования в батареях с одним переходом.
Ученые из KAUST разработали метод изготовления монокристаллических пленок из метиламмониевых свинцово-трехйодистых перовскитов. Кристаллизация начинается между двумя поверхностями с полимерным покрытием. Они физически ограничивают рост структуры в одном направлении при нагреве. В сравнении с поликристаллическими, такие перовскиты имеют меньшую плотность дефектов и значительно большую длину диффузии переносчиков зарядов.
«Технология позволяет системе преодолеть существующие барьеры и приблизиться к теоретическому пределу эффективности», — сказал Мохаммед.
Кристаллы, толщиной 20 мкм и площадью поверхности несколько квадратных сантиметров обеспечивают преобразование 21,09% света. Это – новый рекорд для монокристаллических перовскитных батарей.
Присоединяйтесь к порталу RusCable.Ru в Телеграм
Актуальные новости, обзоры и публикации портала в удобном формате.
Нашли ошибку? Выделите и нажмите Ctrl + Enter