Перовскитный тандемный фотоэлектрический элемент на фосфоновой кислоте демонстрирует эффективность выше 30%
Швейцарские ученые разработали тандемные фотоэлектрические элементы на основе поверхностного слоя перовскита и нижнего элемента с гетеропереходом и двусторонней поверхностью, покрытой микротекстурами. Такая конструкция позволяет избежать проблем, обычно возникающих при использовании фосфоновой кислоты, и обеспечивает высокий уровень эффективности.
Идея двустороннего текстурированного нижнего элемента является ключевым компонентом в архитектуре современных ультрасовременных устройств, цитируют PV Magazine исследователей из Ecole Supérieure de la Technologie de Lausanne. Данную технологию использовали специалисты Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST), добившиеся эффективности преобразования 33,7%, и Лонги, разработавшего фотоэлектрический элемент с рекордным КПД 34,6% и нижним слоем CZ-кремния.
Швейцарская команда создала гетеропереходную ячейку путем избирательного травления пирамид, при котором их высота изменяется под воздействием щелочи без потери тока. Чтобы тандемный фотоэлектрический элемент достиг высокой производительности, толщина слоя поглотителя перовскита должна быть больше, чем высота текстуры поверхности. Поскольку толщина качественного перовскитового поглотителя обычно составляет 600-800 нм, высота пирамид должна быть соответствующей.
Верхний элемент состоит из самоорганизующегося монослоя фосфоновой кислоты, слоя переноса дырок, перовскитного поглотителя, слоя переноса электронов из оксида олова и фуллерена, прозрачного контакта из оксида индия-цинка и металлического контакта серебра. Нижняя часть выполнена из двух слоев кремния.
Испытания при стандартном освещении показывают, что тандемный фотоэлектрический элемент достигает эффективности преобразования 30,22%, напряжения холостого хода 1,954 В, плотности тока короткого замыкания 18,92 мА/см2 и рабочего цикла 81,74%.
Результаты испытаний показывают высокий потенциал нижних ячеек с текстурой CZ-кремния для тандемных фотоэлектрических элементов с верхним слоем перовскита. Кроме того, исследователи обнаружили простой и применимый метод, позволяющий обойти проблемы образования пленки, сохраняя при этом высокую скорость извлечения заряда и хорошие характеристики пассивации.
