Разработаны перовскитовые фотоэлементы с рекордным КПД 25,6%

Исследователи из корейского Национального института науки и технологий Ульсана и швейцарской Федеральной политехнической школы Лозанны заявили о создании перовскитного фотоэлектрического элемента с одним переходом, обладающего эффективностью 25,6%.

Это результат превосходит показатель 25,2%, полученный в феврале этого года специалистами из Массачусетского технологического института, а также предыдущее рекордное для разработок корейских исследователей значение 25,17%.

В основе нового фотоэлемента лежит металлоорганический галогенидный перовскит — формамидиния йодид свинца. Это вещество отличается высокой термической стабильностью и узкой запрещенной зоной. Применение при получении перовскитного кристалла формиата, то есть аниона муравьиной кислоты, привело к уменьшению количества дефектов в материале, что и позволило повысить эффективность фотоэлемента.

Здесь мы представляем концепцию анионной инженерии, в которой используется анион псевдогалогена, формиата (HCOO-), для подавления вызванных анионными вакансиями дефектов, которые возникают на межзеренных границах и на поверхности перовскитных пленок, а также для увеличения кристалличности пленок», — поясняет корейско-швейцарская группа исследователей.

Анионная вакансия представляет собой дефект вещества, подразумевающий, что в узле кристаллической решетки отсутствует отрицательный ион. В это свободное место может захватываться электрон, отчего эффективность генерации энергии в фотоэлементе снижается. «Мы сломали стереотип, что в таких случаях только ионы йода или брома могут использоваться в качестве анионов», — заявил один из исследователей Ким Джин Ён.

«В результате фотоэлектрические элементы показывают эффективности 25,6% (при сертификации получено значение 25,2%), стабильны при долгосрочной работе (в течение 450 часов) и демонстрируют интенсивную электролюминесценцию с внешней квантовой эффективностью свыше 10%», — рассказывают ученые. Сертификация, подтвердившая КПД 25,2% была проведена лабораторией Newport PV Lab, находящейся в штате Монтана, США.

 

Источник: Экотехника

Pin It on Pinterest