Чжу Руи, научный сотрудник «Экстремальной оптической исследовательской группы» Школы физики, Пекинский университет, а также исследователь и сотрудники Гонг Цихуан впервые провели исследование с использованием метода вторичного роста с солью, чтобы регулировать характеристики перовскитных полупроводников и улучшить трансструктурированный кальций. Результаты прорыва в производительности солнечных элементов из титановой руды установили рекорд по эффективности таких солнечных элементов. Связанные исследования были опубликованы 29 июня 2018 года в ведущем научном журнале Science Science (Enhanced photovoltage for Инвертированные плоские гетеропереходы перовскитных солнечных элементов, Science, том 360, выпуск 6396, стр. 1442-1446, DOI: 10.1126 / science.aap9282).
При постоянном развитии человеческого общества все более заметны энергетические и экологические проблемы, вызванные промышленным производством. Ограниченные запасы ископаемого топлива (нефть, уголь, природный газ и т. Д.) И глобальное потепление, вызванное сжиганием, побуждают людей постоянно искать И разработка новых возобновляемых источников энергии. Солнечная энергия чиста, загрязнена, широко распространена и наполнена энергией. Это один из новых источников энергии, перспективных для широкомасштабных приложений. Солнечные батареи используют фотогальванический эффект для прямого преобразования солнечного света в Электроэнергетика получила широкое внимание и научные исследования в научных кругах и промышленности и получила сильную поддержку со стороны правительств.
В последние годы перовскитные солнечные элементы быстро стали новым любимцем новой фотовольтаической технологии с их преимуществами простой подготовки, низкой стоимости и высокой эффективности. Эффективность их фотоэлектрического преобразования подскочила всего за восемь лет, а максимальная эффективность была доведена до сих пор. Достигнут уровень эффективности коммерческих монокристаллических кремниевых солнечных элементов, демонстрирующих большие преимущества и потенциал применения.
Перовскитовые солнечные элементы делятся на формальные (зажимные) и транс (штыревые) устройства. По сравнению с формальными приборами, упрощенные конструкции трансструктурных устройств, могут образовывать пленки при низких температурах и не имеют значительного эффекта гистерезиса. Преимущества объединения обычного солнечного элемента (батареи на основе кремния, селенида галлия меди и т. Д.) Для подготовки штабелированного устройства привлекают все больше внимания. Однако, структурные устройства также имеют некоторые существенные недостатки, например, напряжение разомкнутой цепи и теоретическое значение. Зазор большой и эффективность фотоэлектрического преобразования относительно низкая, что обусловлено главным образом большим количеством дефектов в устройстве. Эти дефекты в основном присутствуют в активном слое перовскита, на границе раздела активного слоя перовскита с слоем сбора заряда, что приводит к Неизлучательная рекомбинация фотогенерированных носителей приводит к серьезным потерям энергии, что в конечном итоге ограничивает улучшение напряжения разомкнутой цепи и повышение эффективности фотоэлектрического преобразования, что ограничивает развитие таких структурных устройств.
Ввиду узкого места в эффективности фотоэлектрического преобразования трансструктурированных перовскитных солнечных элементов, Чжу Руи, научный сотрудник и сотрудник Гонг Цихуан, провел исследование и впервые предложил метод «вспомогательного вторичного роста с солью». Регулирование характеристик тонкопленочного полупроводника перовскита значительно снижает потери энергии неидентичной рекомбинации в устройстве и сделало прорыв в улучшении напряжения разомкнутой цепи устройства. Впервые высокое напряжение разомкнутой цепи более 1,21 В было получено в устройстве (материале) трансструктуры, Ширина запрещенной зоны составляет ~ 1,6 эВ). В то же время эффективность фотоэлектрического преобразования трансструктурированной перовскитной батареи значительно улучшается без потери рабочих параметров, таких как фототок и коэффициент заполнения - максимальная эффективность в лаборатории составляет 21,51%. По данным Китайского института метрологии, эффективность фотоэлектрического преобразования устройства достигает 20,90%, что является самым высоким показателем эффективности трансструктурированного перовскитного солнечного элемента. В результате повышается эффективность транс-перовскитового солнечного элемента. Применение новых типов фотогальванических устройств дает новые идеи. Ожидается, что эта технология подготовки также будет расширяться до перегретой солнечной энергии в перовските. Бассейн и перовскита светоизлучающие устройства, имеет потенциальные возможности применения и стоимости бизнеса.
Рисунок 1. Слева: трансструктурированные перовскитные солнечные элементы. Справа: фотография люминесценции аккумуляторного устройства при прямом напряжении (2 В) (что указывает на то, что аккумуляторное устройство имеет низкую не излучающую композитную потерю энергии).
