Perovskit film yüzeyinin BDA ve EDAI 2 ile kimyasal parlatılması ve pasifleştirilmesi . Kaynak: Nature Communications (2024)
Çin'deki Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'ndeki bir mühendis ekibi, rekor verimliliğe sahip tamamen perovskit tandem bir güneş hücresi tasarladı, inşa etti ve bağımsız olarak test etti. Makaleleri Nature Communications dergisinde yayınlandı .
Perovskit tandem güneş hücreleri, daha geniş bir güneş ışığı spektrumunu yakalamak için iki malzemeyi bir araya getirir ve böylece verimliliği artırır. Genellikle bir perovskit üst hücrenin, silikon veya perovskitin farklı bir çeşidi gibi başka bir malzemeden yapılmış bir alt hücreyle eşleştirilmesiyle yapılırlar .
Perovskit, çoğunlukla kalsiyum titanattan oluşan bir mineraldir. Güneş hücresi üreticileri, daha az maliyetli, daha verimli ve yapımı daha kolay olduğu ve güneş hücrelerinin düzensiz veya hatta bükülebilir konfigürasyonlara izin verdiği için perovskitin silikon yerine kullanılmasını test ediyorlardı.
Ancak perovskitin ticari uygulamalarda kullanımı, hücrenin verimliliğini azaltan radyasyon dışı enerji kaybına neden olan kusurlardan arındırılmış panel yüzeyleri üretmedeki zorluklar nedeniyle sınırlı kalmıştır. Bu yeni çabada, araştırma ekibi çok daha az kusura sahip malzemeyi kullanarak hücreler oluşturmanın bir yolunu bulmuş ve rekor verimlilik elde etmiştir.
Çalışma, perovskit üst hücre içindeki yüzey kusurlarını azaltan bir yüzey yeniden yapılandırma tekniği geliştirmeyi içeriyordu. Teknik, hücrenin yüzeyini modifiye etmeye (cilalamaya) olanak sağlamak için BDA ve EDAI 2'yi kullanır.
Ekip, diğer teknikler veya malzemelerle yapılanlardan daha az kusura sahip bir Sn–Pb karışık perovskit filmi oluşturmayı başardı . Bu, yük taşıyıcı taşınmasında iyileştirmeler ve taşıma katmanındaki enerji kayıplarında azalmalar sağladı.
Araştırmacılar yeni tekniklerini test etmek için ışık emici katman görevi gören bir üst hücre oluşturdular ve cilaladılar. Daha sonra bunu C 60'tan yapılmış bir elektron transfer katmanının üzerine yerleştirdiler ve PEDOT:PSS'den yapılmış bir delik taşıma katmanı eklediler. Daha sonra altın kontaklar eklediler.
Testler hücrenin %28,49'luk bir güç dönüşüm verimliliğine sahip olduğunu gösterdi ve bu bağımsız olarak doğrulandı. Ayrıca hücrenin dayanıklılık gösterdiğini ve 550 saatlik sürekli çalışmadan sonra bile optimum performans göstermeye devam ettiğini belirtiyorlar.