Kaustの研究者は、ペロブスカイト単結晶で構成されるマイクロン厚の吸収層を使用して、半導体太陽電池に対する最先端のアプローチを開発しています。
ペロブスカイト太陽電池の吸収体層を改善する新しい合成アプローチは、彼らが最大限の潜在能力を達成し、主要なアルセニドデバイスのパフォーマンスに近づくのに役立つ可能性があります。
日光を捉えるためにペロブスカイトの薄膜に依存する太陽電池は、急速に成長している太陽光発電技術です。ハロゲン化物のペロブスカイトは、従来の半導体よりも費用対効果が高く、製造が容易です。
半導体太陽電池の性能は、高品質の結晶構造と狭いバンドギャップを備えた吸収体材料を中心にして、日光の収穫を最適化します。この最大化されたバンドギャップ範囲は、近赤外波長に対応する1.1〜1.4 eVの遊雅堂 フリースピンに及びます。
多結晶鉛ハロゲン化物で構成される吸収層は、非常に効果的な太陽電池を提供しました。しかし、彼らの適用は構造障害と欠陥の影響を受けています。
ホルムアミジニウムリードトリオヨウ素には、これまでに発見された最小のバンドギャップが含まれていますが、このバンドギャップは単一接合デバイスの理想的な範囲を超えています。ペロブスカイトのバンドギャップを最小限に抑える1つの方法は、吸収体に鉛の合金を形成することを伴いますが、これは結晶の欠陥と不安定性をもたらします。
からの研究者チームKaust現在、バンドギャップを減らすためにペロブスカイト単結晶で構成されるミクロン厚の吸収層を使用したメソッドを開発しました。結晶には、メチルアンモニウムとホルムアミジニウム有機カチオンの組み合わせが含まれています。
チームは、混合カチオンのペロブスカイトを型にはまらない逆のp – i – n太陽電池に同化させ、電子輸送上層と穴の輸送下層の間に吸収体が挿入されます。
結果として得られる太陽電池は、単一結晶メチルアンモニウム鉛三ヨード化物を使用した最良のパフォーマンスデバイスを超える22.8％の習熟度を示しました。
「混合カチオンの単結晶吸収体が、バンドギャップの低下と優れた光電子品質により、単一カチオン吸収体を上回ることができることを知っていました。しかし、これは、クリスタルの成長とデバイスの統合の課題のために以前に実現されていませんでした」と、チームの博士課程の学生であるアブドラ・アルサルムは説明しました。
外部量子混合光のペロブスカイトフィルムの習熟度は、入っている光を担当担当者に変換するときにその有効性を処理し、小型のホルムアミジニウム鉛三ヨード化物の近赤外波長にシフトしました。
「厚い単結晶吸収層を利用することにより、フィルムの吸収範囲を拡張して、最適な範囲に非常に近いように拡張しました」とAlsalloum氏は言います。
今後、研究者は、デバイスのパフォーマンスと安定性を改善して、最高パフォーマンスを発揮するハリウム太陽電池に近づくために取り組んでいます。
「将来の研究には、デバイスインターフェイスの最適化と、より有利なデバイス構造の調査が含まれます」とAlsalloumは付け加えました。
