Снимка: National Institute of Technology, Silchar
Изследователи от Националния технологичен институт (NIT) в Силчар, Асам, са разработили перовскитно устройство за слънчеви клетки на базата на активен слой FASnI3 с възхитителна ефективност на преобразуване на енергията от 31,57%, използвайки никелов оксид (NiO) като слой за пренос на дупки (HTL) и цинков окси-сулфид (ZnO0,25S0,75) като слой за пренос на електрони (ETL).
Предложената структура на устройството за слънчеви клетки Au/NiO/FASnI3/ZnO0.25S0.75/FTO разкрива изключително напрежение на отворена верига (Voc) от 1,2419 V, плътност на тока на късо съединение (Jsc) от 28,35 mA/cm2, коефициент на запълване (FF) от 89,64% и ефективност на преобразуване на енергията от 31,57%, подходящи за следващо поколение безоловни и екологични приложения на устройства за слънчеви клетки.
Изследователите са проектирали и изследвали структурата на устройството Au/NiO/FASnI3/ZnO0.25S0.75/FTO, използвайки симулатора на капацитета на слънчевата клетка SCAPS-1D при AM 1,5G осветление, 1000 W/m2 падаща мощност и температура 300K.
Параметрите на работа на предложената структура на устройството на соларните клетки са изследвани с вариации в дебелината на активния слой (FASnI3), плътността на дефектите и концентрацията на легиране и вариации в дебелината на NiO HTL и ZnO0.25S0.75 ETL, електронното сродство и концентрацията на легиране за постигане на по-висока производителност. Освен това бе проверено влиянието на последователното и шунтовото съпротивление и температурата върху параметрите на работа на предложената структура на устройството на слънчевата клетка.
"Вариациите на параметрите на FASnI3 показаха, че за да се постигне висока ефективност на слънчевите клетки, са необходими оптимална дебелина на FASnI3, плътност на дефектите и концентрация на легиране, което се улеснява от приличния брой поглъщания на фотони и ограничените нерадиативни рекомбинации", казва за списание PV Робин Хосла, част от изследователския екип и доцент в Националния технологичен институт (NIT) Силчар.
"Освен това дебелината, електронното сродство и вариациите на плътността на допиране на NiO HTL показват, че електронното сродство, подпомогнато от тристепенното изместване на валентната лента и ниското серийно съпротивление на NiO, спомагат за добрата ефективност на слънчевите клетки. Освен това ZnOS ETL с мащабирана дебелина, разумно електронно сродство и умерена концентрация на допинг показаха превъзходна производителност на устройството, която се осигурява от несъществено изместване на проводящата лента и ток на рекомбинация. Ниското серийно съпротивление, високото шунтово съпротивление, добрата термична стабилност и по-малкият брой дефекти на интерфейса бележат отлична производителност и надеждност на устройствата за слънчеви клетки FASnI3."
Резултатите от изследването са докладвани в Results in Optics. Изследователският екип включва Робин Кхосла, Сринивас Матапарти, Дипеш К. Синха и Адитя Бхура.