Blokiranje elektronov omogoča sončne celice z 18,5% učinkovitostjo

Nemški in švicarski znanstveniki so skupaj razvili perovskite sončno celico z uporabo ogljikovih elektrod, ki je kar 18,5% učinkovita in po 500 urah neprekinjene svetlobe obdrži 82 %. Čeprav učinkovitost te celice zaostaja veliko za drugimi sončnimi napravami Perovskite, se proizvaja z nizkotemperaturnim procesom v celotnem času, kar omogoča doseganje nizkocenovne, obsežne proizvodnje, zaradi česar je ta pristop vreden nadaljnjega raziskovanja.

V novo objavljenem članku so znanstveniki pod vodstvom Fraunhofer inštituta za solarne energetske sisteme dejali: "[Trenutno pogosto uporabljene] kovinske kontaktne elektrode pospešijo razgradnja perovskite sončnih celic zaradi difuzije kovinskih nečistoč na površini. Zamenjava kovinskih stikov s kemično inertnimi, robustnimi ogljik-grafitnimi elektrodami v perovskitskih sončnih celicah – to je na osnovi ogljikovih perovskih sončnih celic (C-PSC)– lahko bistveno reši ta problem. Ima zmogljivosti ravnanja z okoljskim tlakom, ki temeljijo na industrijsko zreli tehnologiji tiskanja, zato je precej obetavna za komercializacijo."

Pojasnili so, da se je v celicah C-PSC pojavil še en problem, kar je povzročilo izgubo učinkovitosti na vmesniku ogljikove elektrode s plastjo perovskite. Da bi premagal ta problem, je Fraunhofer inštitut za solarne energetske sisteme ISE v sodelovanju z znanstveniki švicarskega zveznega tehnološkega inštituta Lausanne (EPFL) razvil pregradno plast, ki jo je mogoče vneti med obema.

Na aktivni plasti baterije so odstavili še eno perovskito strukturo in z različnimi tehnikami slikanja ugotovili, da bi ta dodatna plast lahko preprečila premikanje elektronov v »napačni« smeri in izboljšala delovanje baterije.

Pojasnjujejo ta pristop v "Uporaba 2D Perovskites kot elektron blokiranje plasti v visoki učinkovitosti (18,5%) Perovskite sončne celice z uporabo tiskanja nizkotemperaturnih ogljikovih elektrod" nedavno objavljen v Naprednih energetskih materialov . Kot kaže naslov, je ekipa naredila celico z visoko učinkovitostjo 18,5% in ohranila učinkovitost 82% po 500 urah izpostavljenosti sončni svetlobi. Krmilna naprava brez ovire je dosegla začetno učinkovitost 15,7%, vendar je po 200 urah osvetlitve izgubila 63 % svoje učinkovitosti.

"Menimo, da lahko uporaba 2D perovskites kot plasti blokiranja elektronov (EBLs) pomaga utirjenje poti za prihodnjo učinkovito in dolgoročno stabilno prakso razvoja vseh tiskanih C-PSC-jev," je zaključila ekipa.