Elektron engelleme, güneş pillerinin yüzde 18,5 verimli olmasını sağlar

Alman ve İsviçreli bilim adamları ortaklaşa, yüzde 18,5'e kadar verimli olan ve 500 saatlik sürekli ışıktan sonra yüzde 82'yi koruyan karbon elektrotları kullanarak bir perovskite güneş pili geliştirdiler. Bu hücrenin verimliliği diğer perovskite güneş cihazlarının çok gerisinde kalsa da, baştan sona düşük sıcaklıkta bir süreç kullanılarak üretiliyor, bu da düşük maliyetli, büyük ölçekli üretim elde etmeyi mümkün kılıyor ve bu yaklaşımı daha fazla araştırmaya değer kılıyor.

Yeni yayınlanan bir makalede, Fraunhofer Güneş Enerjisi Sistemleri Enstitüsü tarafından yönetilen bilim adamları şunları söyledi: "[Şu anda yaygın olarak kullanılan] metal temas elektrotları, yüzeydeki metal safsızlıkların difüzyonu nedeniyle perovskite güneş pillerinin bozulmasını hızlandırır. Metal temas noktalarını kimyasal olarak değiştirmek. Perovskit güneş pillerindeki atıl, sağlam karbon-grafit elektrotlar (yani karbon bazlı perovskit güneş pilleri (C-PSC'ler)), bu sorunu temelde çözebilir.Endüstriyel olarak olgun baskı teknolojisine dayalı çevresel basınç işleme yeteneklerine sahiptir, bu nedenle oldukça umut vericidir. ticarileştirmek için."

C-PSC hücrelerinde başka bir problemin meydana geldiğini açıklamaya devam ettiler, bu da karbon elektrotun perovskit tabakası ile arayüzünde bir performans kaybına neden oldu. Bu sorunun üstesinden gelmek için, Fraunhofer Güneş Enerjisi Sistemleri ISE Enstitüsü, İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü Lozan'daki (EPFL) bilim adamları ile işbirliği içinde, ikisi arasına yerleştirilebilecek bir bariyer tabakası geliştirdi.

Pilin aktif katmanına başka bir perovskite yapı yerleştirdiler ve bu ek katmanın elektronların "yanlış" yönde hareket etmesini engelleyebileceğini ve pil performansını iyileştirebileceğini belirlemek için çeşitli görüntüleme teknikleri kullandılar.

Bu yaklaşımı, Advanced Energy Materials'da yakın zamanda yayınlanan "Yüksek Verimlilikte Elektron Engelleme Katmanları Olarak 2D Perovskitleri Kullanma (yüzde 18.5) Perovskite Güneş Pilleri Kullanarak Yazdırılabilir Düşük Sıcaklıklı Karbon Elektrotlarını Kullanma" bölümünde açıklıyorlar. Başlıktan da anlaşılacağı gibi, ekip yüzde 18,5'lik yüksek verimliliğe sahip bir hücre yaptı ve 500 saat güneş ışığına maruz kaldıktan sonra yüzde 82'lik bir verimliliği sürdürdü. Bariyersiz kontrol cihazı, yüzde 15,7'lik bir başlangıç ​​verimliliği elde etti, ancak 200 saatlik aydınlatmanın ardından verimliliğinin yüzde 63'ünü kaybetti.

Ekip, "2D perovskitlerin elektron engelleme katmanları (EBL'ler) olarak kullanılmasının, tamamen basılı C-PSC'lerin geliştirilmesinde gelecekteki verimli ve uzun vadeli istikrarlı uygulamanın yolunu açmaya yardımcı olabileceğine inanıyoruz."