En skive til for å drive solstabelen

Low Res De Wolf watermarked.jpg e1659220534195


Å sette inn et metallfluoridlag i flerlags perovskitt-silisium tandemsolceller kan stoppe ladningsrekombinasjonen og forbedre ytelsen, har KAUST-forskere funnet.

Av King Abdullah College of Science & Expertise (KAUST)

Tandemsolceller som kombinerer perovskitt og silisiumbaserte subceller i én enhet, forventes å fange opp og konvertere sollys bedre til elektrisitet enn deres konvensjonelle single-junction silisiumanaloger til en lavere kostnad. Males når sollys treffer perovskitt-subcellen, har de resulterende elektronparene og positivt ladede hullene en tendens til å rekombinere ved grensesnittet mellom perovskitt og elektrontransportlaget. Også et misforhold mellom energinivåer ved dette grensesnittet hindrer elektronseparasjon i cellen. Kumulativt reduserer disse problemene den maksimale tilgjengelige driftsspenningen, eller åpen kretsspenning, til tandemcellene og begrenser enhetens ytelse.

Disse ytelsesproblemene kan delvis løses ved å introdusere et litiumfluoridlag mellom perovskitt og elektrontransportlaget, som vanligvis består av elektronakseptoren fulleren (C60). Litiumsalter blir imidlertid lett flytende og diffunderer gjennom overflater, noe som gjør enhetene ustabile. “Ingen av enhetene har bestått customary testprotokollene til Worldwide Electrotechnical Fee, noe som har bedt oss om å lage et alternativ.” sier hovedforfatter Jiang Liu, en postdoktor i Stefaan De Wolfs gruppe.

Liu, De Wolf og medarbeidere undersøkte systematisk potensialet til andre metallfluorider, for eksempel magnesiumfluorid, som mellomlagsmaterialer ved perovskitt/C60-grensesnittet til tandemceller. De fordampet termisk metallfluoridene på perovskittlaget for å danne en ultratynn jevn movie med kontrollert tykkelse før de tilsatte C60 og toppkontaktkomponenter. Mellomlagene er også svært gjennomsiktige og stabile, i tråd med kravene til solcelle med invertert pinne.

Magnesiumfluorid-mellomlaget fremmet effektivt elektronekstraksjon fra det aktive perovskittlaget mens det fortrengte C60 fra perovskittoverflaten. Dette reduserte ladningsrekombinasjonen ved grensesnittet. Det forbedret også ladetransport over subcellen.

Den resulterende tandemsolcellen oppnådde en 50 millivolt økning i åpen strømspenning og en sertifisert stabilisert kraftkonverteringseffektivitet på 29,3 prosent – en av de høyeste effektivitetene for perovskitt-silisium tandemceller, sier Liu.

“Tatt i betraktning at den beste effektiviteten er 26,7 prosent for vanlige krystallinske silisiumbaserte single-junction-celler, kan denne revolutionary teknologien gi betydelige ytelsesgevinster uten å øke kostnadene ved fabrikasjon,” sier Liu.

For ytterligere å utforske anvendeligheten til denne teknologien, utvikler teamet skalerbare metoder for å produsere perovskitt-silisium tandemceller i industriell skala med arealer som overstiger 200 kvadratcentimeter. “Vi utvikler også flere strategier for å få svært stabile tandemenheter som vil passere de kritiske industrielle stabilitetsprotokollene,” sier Liu.

Opprinnelig studie: Effektive og stabile perovskitt-silisium-tandemsolceller gjennom kontaktforskyvning av MgFx


 

Setter pris på CleanTechnicas originalitet og cleantech-nyhetsdekning? Vurder å bli CleanTechnica-medlem, supporter, tekniker eller ambassadør – eller beskytter på Patreon.


 

Har du et suggestions til CleanTechnica, vil du annonsere eller foreslå en gjest til vår CleanTech Discuss-podcast? Kontakt oss her.

Annonse




cleantechnica newsletter green tesla solar wind energy ev news
admin

Leave a Reply

Your email address will not be published.