Пресса об РФФИ
Где тонко, там и рвётся
Нанотехнологическое сообщество «Нанометр» (г. Москва), 25.12.2019
Дата публикации: 21.04.2020
Международный коллектив исследователей из Московского университета и Пекинского политеха в рамках совместного проекта предложили оригинальный путь улучшения стабильности и коэффициента полезного действия нового поколения солнечных элементов на основе гибридных органо-неорганических перовскитов, основанный на создании гидрофобного барьера внутри фотоэлектрического преобразователя.
Авторы разработки – профессор Ки Чен и его коллеги, разрабатывающий новые оптоэлектронные устройства в ключевой лаборатории нанофотоники и оптоэлектронных систем Пекинского политехнического университета (Qi Сhen, Beijing Key Laboratory of Nanophotonics and Ultrafine Optoelectronic Systems, School of Materials Science & Engineering, Beijing Institute of Technology, 5 Zhongguancun South Street, Haidian District, Beijing, P. R. China). В своей последней статье (Temporal and spatial pinhole constraints in small-molecule hole transport layers for stable and efficient perovskite photovoltaics) исследователи сфокусировались на поведении важной составляющей новых солнечных элементов – органического дырочно-проводящего слоя, который улучшает процесс разделения зарядов (дырка – электрон) в фотоэлементе, генерирующихся в светопоглощающем слое солнечной батареи за счёт фотоэффекта.
Как указывают исследователи, относительно небольшие органические молекулы, в качестве которых очень часто используется Spiro-OMeTAD (см. рис.), представляют собой основной компонент типичного органического дырочно-проводящего слоя солнечных перовскитных батарей. К сожалению, этот компонент становится эффективным, если он «легирован» специальными добавками, которые часто являются гигроскопичными. Последнее может привести, и часто приводит, к агрегации и расслоению вещества слоя под действием внешних факторов и факторов окружающей среды, что приводит в большой шероховатости слоя и даже к образованию сквозных микроотверстий, которые резко снижают эффективность работы всего устройства в целом. Где тонко, там и рвётся.
Исследователи предложили вводить дополнительный компонент – гидрофобный полимер поли(4-винилпиридин), который создаёт гидрофобный барьер, делает слой более гладким, предотвращает проникновение воды и формирование микроотверстий. В результате происходит существенное улучшение долговременной стабильности солнечных ячеек, которые после такой модификации сохраняют до 80% их исходной эффективности на протяжении более 6000 часов на воздухе. Предполагается, что дополнительным эффектом введения этого известного полимера является координация ионов свинца в перовските на интерфейсе и рост эффективности до 20,6%.
Работа подготовлена в рамках проекта РФФИ ГФЕН «Новые подходы по повышению стабильности галогенидных перовскитов для фотовольтаики и оптоэлектроники» (№ 19-53-53028).
Источник: Нанометр
