Австралійсько-китайська дослідницька група виготовила перовскітний сонячний елемент площею 1 см2 із сертифікованою ефективністю перетворення енергії 22,6% та середнім коефіцієнтом заповнення 85,3%. Пристрій був побудований з шаром перенесення електронів з оксиду титану, легованого азотом (TiOxNy), призначеним для покращення перенесення заряду між перовскітним поглиначем комірки та електродами.
"Шар для перенесення електронів TiOxNy був виготовлений шляхом напилення, і його вартість дуже низька, що є ідеальним шаром для перенесення електронів для перовскітних сонячних елементів великої площі", - повідомив автор дослідження Джун Пен. - «Я сказав би, що TiOxNy — ідеальний шар для перенесення електронів для масового виробництва перовскітних комірок. Якщо проблема стабільності перовскіту буде вирішена в майбутньому, можна буде використовувати як окрему панель з перовскітних осередків, також технологія ідеально підійде для використання як верхньої комірки для тандемів перовскіт-кремній».
Плівки TiO x N y були виготовлені шляхом окислення тонких напилених плівок нітриду титану за контрольованої температури відпалювання в атмосфері кисню.
«Зображення за допомогою електронної мікроскопії (ПЕМ) високої роздільної здатності показує, що осаджена плівка не є повністю кристалічною і має аморфний контраст поряд з розподілом кристалічних частинок з характерними розмірами в діапазоні від 10 до 20 нм», — пишуть вчені.
Було виявлено, що плівки, відпалені за температури понад 450 градусів Цельсія, демонструють вищу провідність та високе оптичне пропускання.
Пристрій був побудований на скляній підкладці, електроді з оксиду олова (FTO), легованого фтором, шарі TiOxNy, перовскітній плівці та транспортному шарі з отворами, що складається з полі(3-гексилтіофену) і фталоціаніну міді. Комірка Champion досягла ефективності перетворення потужності 23,3%, напруги розімкнутого ланцюга 1,193 В, струму короткого замикання 22,80 мА см2 і коефіцієнта заповнення 86,6%. «Наскільки нам відомо, це найвища сертифікована ефективність для перовскітних сонячних елементів площею 1 см2 і найвищий коефіцієнт заповнення для перовскітних елементів будь-якого розміру», — підкреслили вчені.
Неінкапсульована версія комірки також змогла зберегти 98,
7% своєї початкової ефективності після 200 годин роботи в стандартних умовах освітлення. Стабільність також була перевірена для різних конфігурацій пристроїв, і всі комірки змогли зберегти понад 90% своєї початкової ефективності через 1000 годин. «Незважаючи на те, що тести на стабільність при вологому замочуванні та вологості показують багатообіцяючі результати, їх недостатньо, щоб гарантувати стабільність перовскітних осередків у реальних умовах експлуатації, коли термічні, світлові та вологові фактори діють одночасно», – попереджають науковці.
Комірка описана у дослідженні «Сонячні елементи з перовскіту сантиметрового масштабу з коефіцієнтом заповнення понад 86 відсотків», опублікованому в Nature. Дослідницька група складається з учених із Університету Сунь Ятсена в Китаї та Австралійського національного університету.
Джерело pv-magazine.com
