Немецкие ученые изготовили солнечный элемент из перовскита с углеродным электродом и двойным слоем из органических полупроводников. Такой подход повышает коэффициент заполнения устройства и напряжение разомкнутой цепи и доказывает, что эффективность перовскитовых фотоэлементов можно повысить без внесения серьезных конструктивных изменений. Полученный фотоэлемент продемонстрировал стабильную работу на протяжении 2500 часов при температуре 65 градусов Цельсия в азотной среде.

Замена дорогих материалов — золота, серебра и меди — в перовскитовых фотоэлементах обычно приводит к потере эффективности и проблемам со стабильностью работы.

«Для печатных элементов мы хотим в конечном счете перенести эту технологию на рулонную производственную линию», — заявил Ду Тиань, один из разработчиков инновационного элемента из Университета Эрлангена — Нюрнберга.

Следующим шагом к коммерциализации изобретения станет изготовление миниатюрных солнечных модулей на стеклянной положке, затем — солнечных модулей на гибкой подложке и, наконец, переход к рулонному способу печати фотоэлементов.

Поверх подложки из стекла и оксида индия-олова находится слой транспорта электронов из оскида олова, перовскитовый поглотитель, двойной слой транспорта дырок и углеродный электрод. Такая конфигурация создает каскад энергии, укрепляет омический контакт с углеродом и снижает поверхностную рекомбинацию перовскита, сообщает PV Magazine.

Испытания устройства в условиях стандартного освещения показали эффективность преобразования энергии на уровне 19,2%, напряжение разомкнутой цепи — 1,11 В, ток короткого замыкания — 23,7 А, коэффициент заполнения — 76%. У контрольного образца с одним слоем транспорта дырок показатели были ниже: эффективность 17,3%, напряжение разомкнутой цепи 1,06 В, ток короткого замыкания — 23,3 А.

Кроме того, фотоэлемент продемонстрировал стабильную работу на протяжении 2500 часов при температуре 65 градусов Цельсия в азотной среде. Полученные учеными результаты говорят о том, что углеродные электроды могут существенно увеличить внутреннюю стабильность перовскитовых солнечных элементов без внесения серьезных конструктивных изменений.