Международен изследователски екип, ръководен от Китайския университет за електронни науки и технологии, е подобрил стабилността на перовскитните слънчеви клетки чрез добавяне на пиродиазол към слоевете на базата на формамидиниев йодид. При новия подход са получени слънчеви клетки с ефективност до 21,5% – един от най-добрите резултати за инвертирани перовскитни модули. Повишена е и издръжливостта, като след 1000 часа излагане на светлина при 65% влажност се запазва 94% ефективност.

Перовскитовите слънчеви клетки биват два вида: класически „n-i-p“ и обърнати (инвертирани) „p-i-n“. При обърнатите слоят за дупки (p) е разположен в долната част, а слоят за пренос на електрони (n) е разположен в горната част. Това позволява на светлината да преминава през контактния слой, селективен за дупките (HTL), за разлика от „n-i-p“, където светлината преминава през слоя за пренос на електрони (ETL).

Добавянето на пиродиазол към перовскитните слоеве спомага за стабилизирането на оловния йодид (PbI2) и формамидиниевия йодид (FAI) по време на кристализацията. Той се свързва с PbI2 и FAI, което предотвратява слепването на частиците, прави слоя по-равномерен и намалява дефектите.

Екипът е създал многослойна слънчева клетка: прозрачна стъклена подложка с флуориран калаен оксид (FTO), слой от никелов (II) оксид (NiOx), метилзаместен карбазол (Me-4PACz), перовскитов слой, фулеренов (C60) слой за пренос на електроните, буферен слой от батокупроин (BCP) и меден (Cu) контакт.

Слоят Me-4PACz е нанесен с помощта на метод за нанасяне на покрития със специални остриета, а перовскитният слой – с помощта на слот-матрица (слот-дие покритие) на открито. Анализът показва, че този подход забавя растежа на кристалите, като осигурява равномерна кристализация и образуване на големи хомогенни зърна.

Създадените по този начин соларни минимодули постигат максимална ефективност от 21,5% и сертифицирана ефективност от 20,3%. Това е един от най-добрите резултати за инвертирани перовскитни модули с площ над 50 cm². Те показват и висока стабилност, като поддържат 94% ефективност след 1000 часа непрекъснато излагане на светлина при 65% влажност.

Използваните в експеримента перовскитни модули са с размери 10×10 cm, състоящи се от 11 свързани помежду си подклетки. Ефективността им е потвърдена от Националния институт по метрология и изпитване на Китай.

Екипът ще се съсредоточи върху оптимизацията и стабилността на още по-големи тандемни клетки на основата на перовскит и силиций. Това ще доближи перовскитната технология до масово търговско приложение.