Các nhà khoa học Hàn Quốc đã sử dụng một lớp thụ động được định hướng theo chiều dọc, có các perovskite Ruddlesden-Popper hai chiều (RPP), để giảm thiểu sự tái tổ hợp không phát xạ trong các tế bào năng lượng mặt trời perovskite đảo ngược. Họ đã đạt được hiệu suất cao nhất từng được báo cáo cho một tế bào perovskite được hình thành bằng cách lắng đọng chân không.
Các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Ulsan của Hàn Quốc (UNIST) đã phát triển một loại pin mặt trời perovskite ngược với lớp thụ động được định hướng theo chiều dọc. Nó dựa trên perovskites Ruddlesden – Popper (RPP) hai chiều, được biết đến với độ ổn định tuyệt vời.
Các nhà khoa học cho biết họ có thể đạt được lớp thụ động “có trật tự cao” bằng cách đo tốc độ lắng đọng của perovskite pha RP, có ảnh hưởng trực tiếp đến định hướng tinh thể của nó.
“Chúng tôi chứng minh việc sử dụng perovskite butylammonium RP có tính định hướng cao làm lớp thụ động bề mặt với sự phát triển từ dưới lên trên lớp hấp thụ perovskite khối lượng lớn thông qua lắng đọng chân không,” họ giải thích. “Trong quá trình này, thời gian hình thành tinh thể ảnh hưởng trực tiếp đến định hướng tinh thể học của lớp thụ động.”
Họ đã xây dựng tế bào bằng chất nền ôxít thiếc indium (ITO), lớp vận chuyển lỗ trống (HTL) được làm bằng poly-triarylamine (PTAA), metylammonium chì iodide (MAPbI3) lớp perovskite, lớp thụ động RPP, chất nhận điện tử làm bằng phenyl -C61-butyric axit metyl este (PCBM), một lớp kẽm-oxit (ZnO) và tiếp xúc với kim loại bạc (Ag).
Họ cho biết lớp perovskite 2D phân loại các khuyết tật perovskite số lượng lớn và thúc đẩy hiệu quả vận chuyển phí. Tế bào vô địch được thiết kế với cấu hình này đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 21,4%, mà các nhà học thuật mô tả là cao nhất từng đạt được đối với pin mặt trời perovskite được hình thành bằng cách lắng đọng chân không.
Họ đã mô tả tế bào này trong “Lớp thụ động perovskite pha Ruddlesden – Popper hai chiều được định hướng theo chiều dọc cho các tế bào năng lượng mặt trời perovskite đảo ngược hiệu quả và ổn định ”, được xuất bản gần đây trên Tạp chí Năng lượng & Khoa học Môi trường .
Họ cho biết: “Phát hiện của chúng tôi cung cấp một quan điểm mới về việc cải thiện hơn nữa hiệu suất của pin mặt trời perovskite bằng cách giảm thiểu các con đường tái tổ hợp không phân loại trong perovskite.
Pin mặt trời Perovskite là gì?
Pin mặt trời perovskite bao gồm một hợp chất có cấu trúc perovskite, phổ biến nhất là vật liệu lai hữu cơ-vô cơ chì hoặc thiếc halogenua, làm lớp hoạt động thu ánh sáng. Vật liệu perovskite như metylamoni chì halogenua rẻ để sản xuất và chế tạo tương đối đơn giản. Perovskite sở hữu các đặc tính nội tại như phổ hấp thụ rộng, phân tách điện tích nhanh, khoảng cách vận chuyển dài của các điện tử và lỗ trống, thời gian phân tách hạt tải điện dài và hơn thế nữa, làm cho chúng trở thành vật liệu rất hứa hẹn cho pin mặt trời trạng thái rắn.
Tế bào năng lượng mặt trời Perovskite (PSC) đã nổi lên như một công nghệ quang điện (PV) đột phá, có khả năng tiết kiệm chi phí, có thể mở rộng và hiệu quả cao, với kỳ vọng triển khai trong tương lai ở quy mô terawatt.
