Новое напыление может удешевить фотоэлектрические панели
Исследователи из Нью-йоркского университета нашли способ решить одну из основных проблем на пути производства перовскитных фотоэлектрических элементов.
Эти кристаллические структуры имеют большой потенциал, так как поглощают почти все световые волны, сообщает futurity.org. Некоторые перовскитные солнечный батареи уже вышли на рынок. Последние достижения в повышении их эффективности позволяет рассматривать устройства как дешевую альтернативу существующим системам.
В статье Nanoscale команда описала новый настраиваемый процесс нанесения ключевого компонента перовскитных элементов, транспортного слоя электронов (ТСЭ). Ученые создали его с помощью напыляемого покрытия, обеспечив структуре высокую проводимость и прочное сцепление с основанием.
Большинство фотоэлектрических панелей представляют собой «сэндвич», попадая на который, свет выбивает электроны из отрицательно заряженного материала, направляя их в положительные «отверстия». Перовскит выступает в роли среднего слоя с собственной проводимостью (i-слой в структуре p-i-n), направляющий движение частиц. Материал идеально подходит для этой роли благодаря быстрой реакции и одинаковой восприимчивости к электронам и дырам. Но крупномасштабное производство осложняется из-за невозможности равномерно нанести ТСЭ на кристаллическую поверхность перовскита.
Напыление решает эту проблему. Исследователи использовали для ТСЭ [6,6] -фенил-C (61) –метиловый эфир масляной кислоты (PCBM). Шероховатый слой этого вещества позволяет улучшить проводимость, сцепление между слоями и эффективность захвата света.
«Очень мало исследований проводилось в отношении ТСЭ плоскостного дизайна p-i-n, — отметил адъюнкт-профессор Андрэ Тейлор. – Основной сложностью в таких структурах является их сборка без разрушения прилегающих слоев».
Традиционно для этих целей используется центробежное литье. Но процесс рассчитан на небольшие поверхности и не дает равномерного слоя, что ухудшает показатели солнечных элементов. Напыление помогло преодолеть эти барьеры. Использовав этот способ, ученые сообщили о повышении эффективности ТСЭ на 30%, в сравнении с аналогами. Качество преобразования энергии выросло с 13% до более чем 17%. Напыление также снизило количество дефектов.
