Nguồn:perovskite-info.com
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Trùng Khánh của Trung Quốc, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) và JA Solar Holdings Co., cùng với Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Ulsan (UNIST) của Hàn Quốc và CTF Solar của Đức đã thiết kế một pin mặt trời perovskite dựa trên một hệ nhị phân. lớp vận chuyển lỗ hỗn hợp (HTL) được cho là mang lại hiệu suất tốt hơn so với các HTL dựa trên các chất dẫn xuất hút ẩm thường được sử dụng.
Sơ đồ minh họa cấu trúc phẳng của pin mặt trời nip perovskite
Hình ảnh: Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, DeCarbon, Giấy phép Creative Commons CC BY 4.0
Nhóm nghiên cứu đã trộn hai vật liệu vận chuyển lỗ phổ biến để tạo thành HTL hỗn hợp nhị phân, thể hiện khả năng chống ẩm được cải thiện. Kết quả là, các PSC được trang bị HTL hỗn hợp đã đạt được hiệu suất chuyển đổi năng lượng vô địch (PCE) lên tới 24,3 phần trăm và độ ổn định vận hành vượt trội. Các tế bào không có vỏ bọc có thể duy trì 90% hiệu suất ban đầu sau khi bảo quản trong điều kiện môi trường tối (30% RH) trong 1200 giờ. Những kết quả này cho thấy rằng một HTL hỗn hợp như vậy có thể là một chiến lược đầy hứa hẹn để đáp ứng nhu cầu ứng dụng quang điện trong tương lai với chi phí thấp cũng như hiệu quả tuyệt vời và độ ổn định của thiết bị.
Các nhà khoa học đã chế tạo HTL bằng polyme Regioregular poly(3-hexylthiophene) (P3HT) và Spiro-OMeTAD trong cấu hình nhị phân hỗn hợp mà họ tuyên bố mang lại khả năng bảo vệ tốt hơn cho chất hấp thụ perovskite được sử dụng trong tế bào nhờ tính kỵ nước của P3HT. "P3HT không chỉ thể hiện mức độ trật tự phân tử cao hơn mà còn thể hiện hướng 'mặt đối mặt' ưu tiên, nghĩa là các phân tử P3HT song song với chất nền, có tác động tích cực đáng kể đến các đặc tính quang điện tử và tính di động của hạt mang điện tích, " họ đã giải thích.
Nhóm nghiên cứu đã chế tạo pin mặt trời với chất nền oxit thiếc indi (ITO), lớp vận chuyển điện tử oxit thiếc (IV) (SnO2) (ETL), lớp perovskite, HTL được đề xuất, lớp đệm oxit molypden (MoOx) và một tiếp xúc kim loại vàng (Au).
Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra hiệu suất của một số pin mặt trời được phát triển với thiết kế này và có diện tích hoạt động là 0.08 cm2 thông qua một bộ mô phỏng năng lượng mặt trời được trang bị đèn Xenon 450 W và máy đo nguồn Keithley 2400 trong điều kiện chiếu sáng tiêu chuẩn. Thiết bị vô địch đã đạt được hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 24,30 phần trăm và hiệu suất được chứng nhận là 24,22 phần trăm . Nó cũng đạt được điện áp mạch hở là 1,18 V, mật độ dòng điện ngắn mạch là 24,94 mA cm-2 và hệ số lấp đầy là 82,51 phần trăm . Tế bào này cũng có thể giữ lại 90% hiệu suất ban đầu sau 1.200 giờ lưu trữ trong môi trường xung quanh tối.
Nhóm kết luận: "Một sự sửa đổi thành công của Spiro-OMeTAD HTL thông thường đã được chứng minh bằng cách kết hợp P3HT polyme kỵ nước vào màng Spiro-OMeTAD để cải thiện hiệu quả và tính ổn định của pin mặt trời perovskite". "Chúng tôi tin rằng chiến lược này sẽ mở đường cho sự phát triển của pin mặt trời perovskite chi phí thấp, hiệu quả và ổn định."
