Заполнение пустот сделало перовскитные солнечные элементы стабильнее и эффективнее
Американские ученые выяснили, что в процессе испарения растворителя диметилсульфоксида в перовскитных солнечных элементах образуются пустоты. Уменьшив количество диметилсульфоксида, и добавив в активный слой диаминомочевину, ученые сумели получить перовскитные слои без пустот и сделать солнечные элементы эффективнее и стабильнее. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Эффективность перовскитных солнечных элементов возросла до 25,5 процентов и уже вплотную приблизилась к эффективности кремниевых солнечных элементов, однако недостаточная стабильность перовскитов все еще сдерживает коммерциализацию этой технологии.
Перовскитный солнечный элемент состоит из нескольких слоев, каждый из которых выполняет свою роль. Самый нижний слой — прозрачный электрод из оксида индия с добавками олова (Indium Tin Oxide, ITO). На него наносят первый транспортный слой, активный слой из перовскита, второй транспортный слой, а затем напыляют металлический электрод. Деградация перовскитного слоя обычно начинается на границе с транспортными слоями, и различным способам пассивации и стабилизации этих границ посвящено уже очень много исследований. Однако, в основном в фокусе ученых была верхняя граница перовскитного слоя — та, область, где через тонкий транспортный слой перовскит граничит с металлом. Стабилизация нижней границы перовскита изучена меньше, хотя в прошлом году ученые выяснили, что плотность дефектов в этой области даже выше, чем на верхней границе.
В том, что происходит на нижней границе перовскитного слоя и откуда там столько дефектов, разобрались ученые из Университета Северной Каролины под руководством Цзиня Суна Хуана. (Jinsong Huang). Ученые работали с перовскитным солнечным элементом так называемой p-i-n (positive/intrinsic/negative) конфигурации — на прозрачный катод из ITO они последовательно нанесли дырочно-транспортный слой из полимера PTAA, слой перовскита, электрон-транспортный слой из фуллерена и медный анод. Для перовскитного слоя использовали метод blade coating (формирование