Ученые повысили эффективность оловянно-свинцовых перовскитных солнечных батарей

Используя новую растворную химию, исследователи повысили эффективность смешанных оловянно-свинцовых перовскитных солнечных батарей.

Команда продемонстрировала результаты, использовав улучшенные пленки для изготовления 2 типов тандемных (из 2 материалов) солнечных коллекторов, сообщает eurekalert.org. КПД одного из них достигает 25%.

Привлекательность перовскитных установок обусловлена дешевизной сырья и простотой производства. Многие исследовательские группы сосредоточились на свинцовых соединениях. В них часто добавляют олово для поглощения большего количества солнечных лучей. Эффективность преобразования энергии у современных перовскитных устройств такого типа составляет около 18%. Это – меньше, чем у батарей на основе свинца.

Прошлые попытки повысить эффективность смешанных Sn-Pb устройств не приносили результатов. В этом проекте Цзиньхуэй Тонг с коллегами использовали тиоцианат гуанидиния (GuaSCN) для улучшения структурных и оптоэлектронных свойств свинцово-оловяных перовскитных пленок. Добавка, помимо других изменений, увеличила время существования носителей заряда более чем до 1 микросекунды. Тонг с коллегами использовали новые пленки для создания полностью перовскитных солнечных батарей с КПД до 25%. В финальных опытах устройство сохраняло более 88% первоначальной эффективности после 100 часов непрерывной работы.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Эффективность полностью перовскитных солнечных коллекторов может превысить 30%, считают авторы. В новых пленках в 10 раз снизилась плотность дефектов, что и привело к увеличению времени существования заряда и его диффузионной длины (до 2,5 мкм). Узкая запрещенная зона составила около 1,25 эВ.