Ультратонкі інвертовані перовскітні сонячні батареї досягають 20,2% ефективності

Китайські вчені розробили надлегкі сонячні елементи на основі тонких плівок перовскіту на основі полімеру 3-мікрометрової товщини. Вважається, що ефективність перетворення енергії елемента порівнянна зі звичайними перовскітними елементами товщини.

Дослідники з Пекінського університету в Китаї розробили ультратонкий перовскітний сонячний елемент на основі парилену С. Парилен С є хлорованим полі(параксіліленовим) полімером з високою термостійкістю, низькою вологопроникністю та чудовими електричними та фізичними властивостями.

Вони використали комерційно доступний парилен C 3-мікронної товщини та вбудували його в сонячний елемент за допомогою техніки перекидання (FOT). Вони стверджують, що це забезпечує гладкість полімерної поверхні. Вони також наносили парилен C на попередньо очищені скляні підкладки за допомогою хімічного осадження з парової фази (CVD).

Крім того, вчені використовували цирконій (Zr), титан (Ti) і легований галієм оксид індію (ITGZO) 210-нанометрової товщини як електрод із прозорого провідного оксиду (TCO) для цього сонячного елемента. Використовуючи скануючу електронну мікроскопію (SEM), вони порівняли продуктивність клітини з еталонним пристроєм на основі парилену F, іншого полімеру та комірки на скляній підкладці без полімеру.

Науковці сказали: «Плівка перовскіту, накладена на Parylene F, має погане покриття, множинні точкові отвори на поверхні плівки та порожнечі на поверхні на вбудованій нижній межі, що призведе до накопичення заряду та погіршення роботи пристрою. У той час як плівки перовскіту, виготовлені на Parylene C досягав такої ж рівномірності утворення плівки, як і плівки на основі скла, що підтверджується зникненням поверхневих отворів і межфазних пустот».

Фотоелектричний елемент на основі Parylene C досяг ефективності перетворення електроенергії 20,2 відсотка, що, за словами дослідників, можна порівняти з перовскітними елементами нормальної товщини.

Вони зробили висновок: «Через високу ефективність перетворення потужності (PCE) та малу вагу пристрою з підкладкою Parylene C 6,67 г/м², потужність на одиницю ваги досягла 30,3 Вт/г, що свідчить про те, що використання парилену Тонкі плівки C Lin C мають великі перспективи для створення високоефективних, ультратонких і надлегких сонячних елементів».

Дослідники представляють свої висновки в статті «Ультралегкі та гнучкі перовскітні сонячні батареї», нещодавно опублікованій в Science China: Materials.