Deutsche Wissenschaftler entwickeln neue Heterojunction-Solarzellen International Photovoltaic Journal

16. November 2022Emiliano Bellini

Technische Universität Dresden Forscher haben eine Phase-Heterojunction (PHJ)-Solarzelle entwickelt – eine neue Art von Heterojunction-Photovoltaikvorrichtung, die zwei Polymorphe aus Perowskit verwendet.

„Wir hoffen, dass dieses neue Konzept in Kombination mit einem einfachen Herstellungsweg für eine heterogene Phase auch auf eine Vielzahl von Materialsystemen in einer Reihe von elektronischen und optoelektronischen Geräten anwendbar sein wird“, sagte die Forscherin Yana Vaynzof.

Die Neuheit des neuen Ansatzes, bemerkte Fainzoff, besteht darin, dass eine Verbindung basierend auf einer Mischung aus zwei Komponenten mit unterschiedlichen optoelektronischen Eigenschaften erreicht wird. Wissenschaftler wählten die β- und Phasen von Perowskit, die als bekannt sind CsPbI₃ für beide Arten.

„Unsere Auswahl an β-CsPbI“.₃ und γ-CsPbI₃ Die Demonstration der Konzeptphasen des PHJ wurde durch seine Härtung bei relativ niedriger Temperatur im Gegensatz zu α-CsPbI vorangetrieben.₃ die ein Glühen bei weniger als 300 °C erfordern“, erklärten sie, „unter Berücksichtigung der Lösungsverarbeitung aller CsPbI-Polymorphe₃ Es erfordert die Verwendung des gleichen Typs von polarem Lösungsmittel³⁸verwendeten wir einen hybriden Abscheidungsansatz, der Lösungsbehandlung und thermische Verdampfung kombiniert. „

Das Team verwendete Rasterelektronenmikroskopie (SEM), um die Mikrostruktur und Oberfläche der abgeschiedenen Schichten zu charakterisieren. fanden heraus, dass β-CsPbI lösungsbehandelt wurde₃ Es zeigt eine gleichmäßige und große Korngröße mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 300 nm. Sie fanden auch heraus, dass die Energielücke von γ- und β-CsPbI₃ betrug 1,74 eV bzw. 1,69 eV.

„Die beiden leicht unterschiedlichen Banden führen dazu, dass die Absorptionsspektren der PHJ-Proben Merkmale aufweisen, die aus beiden Phasen stammen“, sagten sie und fügten hinzu, dass ihre optimale Dicke zwischen 500 nm und 370 nm liegt.

Die Forscher sagten, dass die Zellkonfiguration eine Erhöhung aller photovoltaischen Parameter bietet. Es hat eine Energieumwandlungseffizienz von 20,17 % und einen maximalen Füllfaktor von 84,17 %.

„Fortgeschrittene Spektroskopie hat gezeigt, dass diese Leistungsverbesserung mit einer erhöhten Lichtabsorption und der Bildung vorteilhafter aktiver Ausrichtungen zwischen den beiden Phasen verbunden ist“, sagte Finesoff.

Wissenschaftler stellten die neue Zelltechnologie in „Perowskit-Phasen-Heterojunction-Solarzellendie kürzlich in erschienen ist Energie der Natur.

„Der hier beschriebene Ansatz bietet neue Möglichkeiten für die Entwicklung photovoltaischer Bauelemente auf Basis polymorpher Materialien“, sagten sie.