Välikerrokset tehostavat perovskiittikennoja

Täysin perovskiitista koostuvat tandem-aurinkokennot, pinot pn-liitoksia, jotka on muodostettu perovskiiteista, joilla on erilaiset energiakaistat, voivat saavuttaa korkeamman hyötysuhteen kuin perinteiset yksiliitosaurinkokennot.

Toistaiseksi useimmat ehdotetut kokonaan perovskiitista koostuvat tandemsolut eivät kuitenkaan ole saavuttaneet haluttuja tehonmuunnoksen hyötysuhteita (PCE), johtuen vaikeuksista, jotka liittyvät sopivien kapea- ja laajakaistaisten välikerroksen luomiseen.

Perovskiitin energiakohdistus rajapinnassa laitteen sisältävien muiden materiaalien kanssa on olennaista varauksen erotuksen tehokkuuden ja siten itse perovskiittikennon suorituskyvyn kannalta.

Todennäköisesti yleisin menetelmä kahden materiaalin välisen energiakohdistuksen virittämiseksi on dipolaarisen välikerroksen lisääminen, esimerkiksi funktionalisoimalla pinta tiettyjen molekyylien avulla.

Nanjingin ja Toronton yliopiston tutkijat ovatkin kehitelleet äskettäin uusia epäorgaanisia laajakaistaisia perovskiittisia välikerroksia, jotka voisivat lisätä näiden lupaavien aurinkokennojen PCE-arvoja ja vakautta.

Heidän suunnitelmansa, joka esiteltiin Nature Energy -julkaisussa, sisältää passivoivan dipolikerroksen lisäämisen orgaanisten kuljetuskerrosten ja kennojen epäorgaanisten perovskiittien väliseen rajapintaan.

Tutkijat osoittivat, että lisäämällä tähän rajapintaan passivoiva dipolikerros, jolla on korkea molekyylipolariteetti - molekyyli, joka vuorovaikuttaa voimakkaasti sekä epäorgaanisen perovskiitin että C60:n kanssa vähentää energeettistä yhteensopimattomuutta ja nopeuttaa varauksen uuttamista.

Tämä strategia johti 18,5 prosentin tehonmuunnostehokkuuteen laajakaistalaitteissa (WBG). Tutkijat raportoivat pelkästään perovskiittiä sisältävistä tandemeista, jotka käyttävät epäorgaanista WBG-väkerrosta, jolloin saavutetaan 25,6 %:n tehomuunnoshyötysuhde.

Kapseloidut tandemit säilyttävät 96 % alkuperäisestä suorituskyvystään 1 000 tunnin simuloidun yhden auringon käytön jälkeen maksimitehopisteessä.

Aiheesta aiemmin:

Uusi konsepti aurinkokennoille