중국 연구팀은 2D/3D 이종구조를 기반으로 하는 19.6% 효율의 넓은 밴드갭 상단 셀과 21.3% 효율의 좁은 밴드갭 하단 셀을 갖춘 완전 페로브스카이트 직렬형 태양전지를 구축했습니다. 탠덤 장치는 855 이후 초기 효율의 90%를 유지하여 놀라운 안정성을 보여주었습니다. h 연속 작동.

중국의 한 연구 그룹은 2차원/3차원 헤테로구조와 좁은 밴드갭 바닥 셀에 의존하는 넓은 밴드갭 페로브스카이트 상부 셀을 기반으로 하는 전페로브스카이트 직렬형 태양전지를 개발했습니다.

2D 하이브리드 재료로 제작된 페로브스카이트 셀은 안정성으로 알려져 있으며 기존 3D 장치에 비해 큰 엑시톤 결합 에너지를 나타냅니다.

상단 셀 제작을 위해 연구 그룹은 일반적인 3D에서 2D 페로브스카이트 변환 접근법을 사용했습니다. 먼저 하이브리드 증발/용액 방법을 통해 메틸암모늄 납 요오다이드(MAPbI3) 층으로 알려진 납-할라이드 페로브스카이트를 증착한 다음 장쇄 암모늄 리간드를 통해 층을 2D 구조로 변환했습니다.

이 장치는 유리와 인듐 주석 산화물(ITO)로 만들어진 기판, 니켈(II) 산화물(NiOx)로 만들어진 정공 수송층(HTL), 자기 조립 단층(SAM), 페로브스카이트 흡수체, 벅민스터풀러렌(C60) 전자 수송층, 바소쿠프로인(BCP) 버퍼층, 주석(IV) 산화물(SnO2) 층, 구리(Cu) 금속 접점.

“생성된 2D/3D 이종 구조는 페로브스카이트/C60 인터페이스에서 전하 추출을 효과적으로 가속화하여 광 유도 할로겐화물 분리를 억제합니다.” 연구진은 이 상단 셀이 1.78eV의 에너지 밴드갭을 달성했다고 설명했습니다. 또한 이 장치는 19.6%의 전력 변환 효율, 1.324의 개방 회로 전압을 달성했습니다. V, 단락 전류 밀도 17.9 mA cm−2, 채우기 비율은 83.0%입니다. 또한 1,000시간 후에도 원래 효율의 95%를 유지할 수 있었습니다.

연구팀은 올-페로브스카이트 탠덤 태양전지 구성을 위해 ITO 기판, 좁은 밴드갭 페로브스카이트, C60 전자수송층, SnO2층, Cu 금속을 기반으로 효율 21.3%의 바닥 페로브스카이트 셀도 사용했다. 연락하다.

이 구성으로 제작된 챔피언 장치는 효율 28.1%, 개방전압 2.135에 도달했습니다. V, 단락 밀도 16.2 mA cm−2, 채우기 비율은 81.5%입니다. 855년 이후에도 초기 효율의 90%를 유지했습니다. h 연속 작동.

그들은 연구에 새로운 세포 기술을 도입했습니다. “광안정성 와이드 밴드갭 페로브스카이트 태양전지를 위한 3D-2D 페로브스카이트 변환을 통해 형성된 이종접합,” 네이처커뮤니케이션즈에 게재되었습니다. 연구 그룹에는 난징 대학교와 중국 전자 과학 기술 대학교의 학자들이 포함되었습니다.

“본 연구는 특히 넓은 밴드갭 페로브스카이트 소자의 열화 메커니즘을 밝히고 효율성과 안정성을 동시에 향상시킬 수 있는 전례 없는 기술적 접근 방식을 제안합니다.” 그들은 결론을 내렸다.