Deutsche Wissenschaftler entwickeln neue Heterojunction-Solarzellen – pv magazine International
Forscher der Technischen Universität Dresden haben neue Solarzellen auf Basis von Phasenheteroübergängen entworfen. Sie verwendeten zwei Perowskit-Polymorphe, um ein neues PV-Gerät mit einem Wirkungsgrad von 20,1 % und einem Füllfaktor von 84,17 % zu bauen.
Technische Universität Dresden Forscher haben eine Phase-Heterojunction (PHJ)-Solarzelle entwickelt, eine neue Art von Heterojunction-PV-Gerät, das zwei Perowskit-Polymorphe verwendet.
„Wir hoffen, dass dieses neue Konzept in Kombination mit einem einfachen Herstellungsweg für Phasenheteroübergänge auch auf eine Vielzahl von Hardwaresystemen in einer Reihe von elektronischen und optoelektronischen Geräten anwendbar sein wird“, sagte Forscherin Yana Vaynzof.
Vaynzof merkte an, dass die Neuheit des neuen Ansatzes in der Realisierung einer Verbindung liege, die auf der Kombination zweier Komponenten mit unterschiedlichen optoelektronischen Eigenschaften basiert. Die Wissenschaftler wählten die β- und γ-Phasen eines Perowskit-Materials, das als bekannt ist CsPbI3 für die beiden Polymorphe.
„Unsere Wahl für β-CsPbI3 und γ-CsPbI3 Phasen für den Nachweis des PHJ-Konzepts wurde durch ihre Verarbeitung bei relativ niedriger Temperatur motiviert, im Gegensatz zu α-CsPbI3 es erfordert ein Glühen unter 300 °C“, erklärten sie. „Während die Lösungsverarbeitung aller Polymorphe von CsPbI3 erfordert die Verwendung des gleichen Typs von polarem Lösungsmittel38Wir verwendeten einen hybriden Abscheidungsansatz, der sowohl Lösungsverarbeitung als auch thermische Verdampfung kombiniert.
Das Team verwendete Rasterelektronenmikroskopie (SEM), um die Mikrostruktur der abgeschiedenen Schichten und ihrer Oberfläche zu charakterisieren. Er fand heraus, dass lösungsbehandeltes β-CsPbI3 zeigt eine große gleichmäßige Korngröße mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 300 nm. Sie fanden auch heraus, dass die Energiebandlücke von γ- und β-CsPbI3 betrug 1,74 eV bzw. 1,69 eV.
„Ihre zwei leicht unterschiedlichen Bandlücken führen zu Absorptionsspektren von PHJ-Proben, die Merkmale aus beiden Phasen aufweisen“, sagten sie und fügten hinzu, dass ihre optimale Dicke zwischen 500 nm und 370 nm liegt.
Die Forscher gaben an, dass die Zellkonfiguration eine Steigerung aller photovoltaischen Parameter bietet. Es hat eine Leistungsumwandlungseffizienz von 20,17 % und einen maximalen Füllfaktor von 84,17 %.
„Fortgeschrittene spektroskopische Analysen zeigten, dass diese verbesserte Leistung mit einer erhöhten Lichtabsorption und der Bildung einer vorteilhaften energetischen Ausrichtung zwischen den beiden Phasen verbunden ist“, sagte Vaynzof.
Die Wissenschaftler stellten die neue Mobilfunktechnologie in „Perowskit-Phasen-Heterojunction-Solarzellendie kürzlich in erschienen ist natürliche Energie.
„Der hier gezeigte Ansatz bietet neue Möglichkeiten für die Entwicklung von Photovoltaikgeräten auf Basis polymorpher Materialien“, sagten sie.
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