Разработана новая технология производства солнечных элементов из перовскита с высокой эффективностью

За прошедшие несколько десятилетий проводилось немало исследований металлогалогенных перовскитов. Учёных они интересуют из-за их высокой эффективности в оптоэлектронных устройствах (светодиоды, солнечные элементы). Наиболее эффективные образцы изготавливаются по «стандартной архитектуре». Она включает в себя этапы обработки, выполняемые при высокой температуре. Это увеличивает время окупаемости и ограничивает возможность интеграции в новые устройства. Например, в мобильную гибкую электронику.

Исследовательская группа, состоящая из сотрудников Университета Павии (Италия) и Технического университета Дрездена (Германия), разработала новый метод существенного увеличения эффективности солнечных элементов с инвертированной (перевёрнутой) архитектурой. Технология основана на модификации границы раздела активного слоя перовскита посредством добавления небольшого количества солей органических галогенидов в нижнюю и верхнюю часть перовскитного слоя.

Эти органические галогенидные соли обычно применяются для образования двумерных перовскитов. Эффект от них заключается в подавлении микроструктурных дефектов и пассивации дефектов перовскитного слоя. Благодаря такому подходу, команда ученых достигла эффективности преобразования энергии 23,7%. Это один из самых высоких на сегодняшний день показателей для перовскитных солнечных элементов с инвертированной архитектурой.

Один из авторов исследования – Джулия Гранчини (Giulia Grancini) из Университета Павии отметила, что повышение производительности сопровождается увеличением стабильности устройства. Это важно, поскольку стабильность перовскитных солнечных элементов является одним из ключевых препятствий для их коммерциализации. Поэтому одновременное повышение стабильности и эффективности преобразования энергии можно назвать двойным успехом.

Яна Вайнзоф (Yana Vaynzof) из Технического университета Дрездена говорит, что полученные ими устройства производятся при температурах ниже 100 градусов Цельсия. Эта технология применима к производству на больших площадях. Значит, это большой шаг как к крупномасштабному производству перовскитных солнечных элементов, говорит она.

Рекордная эффективность, которой удалось добиться исследователям, выводит перовскитовые солнечные элементы на новые рубежи. С учётом того, что они имеют увеличенную стабильность и технология доступна для масштабирования, появление перовскитных солнечных элементов на крышах домов является лишь вопросом времени.