Перовскитна тандемна фотоволтаична клетка върху фосфонова киселина демонстрира ефективност над 30%

Швейцарски учени са разработили тандемни фотоволтаични клетки, базирани на повърхностен перовскитов слой и долен елемент с хетеропреход и двустранна повърхност, покрита с микротекстури. Тази конструкция заобикаля проблемите, които обикновено се срещат при фосфоничната киселина, и постига високи нива на ефективност.

Идеята за двустранно текстуриран долен елемент е ключов компонент в архитектурата на съвременните авангардни устройства, цитира PV Magazine изследователи от Висшето техническо училище в Лозана. Тази технология е използвана от специалисти от Университета за наука и технологии „Крал Абдула“ (KAUST), които са постигнали ефективност на преобразуване от 33,7%, и Longi, които са разработили рекордна фотоволтаична клетка с 34,6% ефективност с CZ-силициев долен слой.

Швейцарският екип е създал хетеропреходната клетка чрез селективно ецване на пирамидите, при което височината им се променя чрез излагане на алкално въздействие без загуба на ток. За да може тандемната фотоволтаична клетка да постигне висока производителност, дебелината на абсорбиращия слой от перовскит трябва да е по-голяма от височината на повърхностната текстура. Тъй като дебелината на един качествен перовскитов абсорбер обикновено е 600-800 nm, височината на пирамидите трябва да бъде съответстваща.

Горният елемент се състои от слой за пренос на дупки със самостоятелно сглобяващ се монослой на основата на фосфонова киселина, перовскитов абсорбер, слой за пренос на електрони от калаен оксид и фулерен, прозрачен контакт от индий-цинков оксид и сребърен метален контакт. Долната част е изработена от два силициеви слоя.

Тестовете при стандартно осветление показват, че тандемната фотоволтаична клетка постига ефективност на преобразуване от 30,22%, напрежение на отворена верига от 1,954 V, плътност на тока на късо съединение от 18,92 mA/cm2 и коефициент на запълване от 81,74%.

Резултатите от тестовете показват високия потенциал на текстурираните долни клетки от CZ-силиций за тандемните фотоволтаични клетки с перовскитов горен слой. Освен това изследователите са открили прост и приложим метод за заобикаляне на проблемите с образуването на филми, като същевременно се запазва високата степен на извличане на заряд и добрите пасивиращи характеристики.