Pin mặt trời song song all-perovskite với hiệu suất 27,4%, điện áp cao

Pin mặt trời song song all-perovskite với hiệu suất 27,4%, điện áp cao

    Pin mặt trời song song all-perovskite với hiệu suất 27,4%, điện áp cao
    Một nhóm nghiên cứu người Canada gốc Hoa Kỳ đã chế tạo một thiết bị năng lượng mặt trời song song hoàn toàn bằng perovskite với điện áp mạch hở phá kỷ lục là 2,19 eV, mà họ đã đạt được bằng cách giảm sự tái hợp ở lớp vận chuyển điện tử.

    Hình ảnh: Aaron Demeter / U of T Engineering

    Các nhà khoa học từ Đại học Northwestern, Đại học Toronto và Đại học Toledo đã chế tạo pin mặt trời song song hoàn toàn perovskite với điện áp mạch hở (VOC) cao, do khả năng tái hợp hạn chế ở lớp vận chuyển điện tử (ETL).

    Ban đầu, họ phủ lên bề mặt của lớp perovskite một chất gọi là 1,3-propanediammonium (PDA). Điều này làm tăng năng suất lượng tử phát quang (PLQY), xác định số lượng photon phát ra dưới dạng một phần nhỏ của số lượng photon được hấp thụ. Sau đó, họ quay màng phủ perovskite lên chất nền ôxít thiếc indi (ITO) và ETL, đồng thời lắng đọng một lớp vận chuyển điện tử làm từ buckminsterfullerene (C60).

    Nhà nghiên cứu Hao Chen cho biết: “PDA có điện tích dương và nó có thể phát huy hết điện thế bề mặt. “Khi chúng tôi thêm lớp phủ, chúng tôi đã có được sự liên kết năng lượng tốt hơn nhiều của lớp perovskite với lớp vận chuyển điện tử, và điều đó dẫn đến sự cải thiện lớn về hiệu suất tổng thể của chúng tôi.”

    Các phương pháp xử lý bề mặt monoammonium phổ biến không sắp xếp mạnh mẽ màng perovskite và ETL, nhưng các phân tử diammonium có khả năng sửa đổi trạng thái bề mặt perovskite và đạt được sự phân bố không gian đồng đều hơn của tiềm năng bề mặt.

    Các nhà khoa học giải thích: “Sử dụng 1,3-propane diammonium (PDA), QFLS tăng thêm 90 meV.

    Tế bào này đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 26,3% và điện áp mạch hở là 2,13 eV, theo chứng nhận của Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ. Tế bào cũng có thể giữ lại 86% hiệu suất ban đầu sau 500 giờ hoạt động liên tục.

    Các nhà khoa học cho biết một nguyên mẫu của tế bào thậm chí còn đạt được hiệu suất được chứng nhận nội bộ là 27,4%, điện áp mạch hở phá kỷ lục là 2,19 eV, dòng điện ngắn mạch là 15,1 mA/cm2 và hệ số lấp đầy là 83,1%.

    Họ cho biết: “2,19 V VOC thể hiện sự cải thiện đáng kể so với VOC được báo cáo cao nhất trước đó trong số các song song all-perovskite tốt nhất (2,05 V), do VOC cao của ô con bangap rộng được xử lý bằng PDA,” họ cho biết.

    Họ đã mô tả công nghệ tế bào trong bài "Điều chỉnh điện thế bề mặt tối đa hóa điện áp trong các cặp song song toàn perovskite", được xuất bản gần đây trên Nature.

    Nhà nghiên cứu Chongwen Li cho biết: “Trong tế bào của chúng tôi, lớp perovskite trên cùng hấp thụ tốt phần cực tím của quang phổ, cũng như một số ánh sáng nhìn thấy được. “Lớp dưới cùng có một khoảng cách dải hẹp, được điều chỉnh nhiều hơn về phần hồng ngoại của quang phổ. Giữa hai loại này, chúng tôi bao phủ nhiều quang phổ hơn so với khả năng của silicon.”

    Zalo
    Hotline