Новая техника синтеза кристаллов повысит качество перовскитных солнечных батарей.

Исследователи из Научно-технологического университета им. короля Абдаллы (KAUST) разработали новый метод синтеза, генерирующий однородные, лишенные дефектов кристаллы, способные ускорить вывод на рынок перовскитных солнечных батарей. Производительность и стабильность установок зависят от морфологии перовскитных пленок, действующих как светособирающий слой. В современных солнечных батареях они обычно имеют поликристаллическую, неупорядоченную структуру с дефектами, ухудшающими оптические характеристики. Специалисты из KAUST нашли способ решить эту проблему, сообщает phys.org. Выводы исследования представлены в ACS Energy Letters.

«Перовскитные батареи – самая быстроразвивающаяся фотоэлектрическая технология. Эффективность преобразования энергии за 10 лет (2009 – 2019 гг.) выросла с 3,8 % до 24,2 % у устройств с одним переходом», – сказал Осман Бакр, руководивший проектом с Омаром Мохаммедом.

Такая скорость улучшения связана с недорогим и простым производством. Гибридные свинцовые перовскиты, сочетающие метиламмониевый катион с несколькими галоидами, вроде анионных форм брома и йода, имеют узкую, настраиваемую оптическую запрещённую зону. Она почти соответствует теоретическому значению, необходимому для достижения максимальной эффективности преобразования в батареях с одним переходом.

Учёные из KAUST разработали метод изготовления монокристаллических плёнок из метиламмониевых свинцово-трехйодистых перовскитов. Кристаллизация начинается между двумя поверхностями с полимерным покрытием. Они физически ограничивают рост структуры в одном направлении при нагреве. В сравнении с поликристаллическими, такие перовскиты имеют меньшую плотность дефектов и значительно большую длину диффузии переносчиков зарядов.

«Технология позволяет системе преодолеть существующие барьеры и приблизиться к теоретическому пределу эффективности», – сказал Мохаммед.

Кристаллы, толщиной 20 мкм и площадью поверхности несколько квадратных сантиметров обеспечивают преобразование 21,09 % света. Это новый рекорд для монокристаллических перовскитных батарей.

https://www.ruscable.ru/news/2019/07/17/Novaya_texnika_sinteza_kristallov_povysit_kachestv/