Двустранните фотоволтаични клетки с перовскит имат критичен недостатък: загуба на фотони поради използването на полупрозрачни електроди, които нямат отразяващи свойства. Екип от учени от Китай е разработил иновативна стратегия за преодоляване на това ограничение, като е постигнал рекордна ефективност от 23,4 % и значително е удължил живота им – след 2000 часа непрекъсната работа те запазват над 80% от първоначалните си характеристики.

За да реши основния проблем с намалената ефективност на преобразуване на слънчевата енергия в електричество на двустранните фотоволтаични клетки от перовскит, екип от учени от университета в Суджоу е открил нов метод за отлагане на слоя, базиран на контролиране динамиката на кристализация на перовскита, съобщава EurekAlert.

Изследователите първо създават висококачествен дебел слой от перовскитов абсорбер, който ефективно увеличава пътя на светлината и подобрява абсорбцията на фотоните. За получаването на такива дебели слоеве обаче са необходими висококонцентрирани разтвори на прекурсори, чиято кристализация обикновено е трудна за контролиране. По тази причина в слоевете се появяват дефекти и свойствата им стават нестабилни.

Решението е многофункционална добавка, 1-етил-3-гуанидиниев тиокарбамид хидрохлорид (EGTHCl), която помага за прецизния контрол на образуването на центровете на кристализация и подпомага кристализацията на висококонцентрирания прекурсор. Този подход позволи формирането на плътни, хомогенни филми с отличен показател на кристалност.

В резултат на това оптимизираните двустранни перовскитни фотоволтаични клетки постигнаха рекордна ефективност на преобразуване от 23,4% и намалиха загубите на ток до 1,67 mA-cm-². Освен това устройствата демонстрираха изключителна стабилност на работа, като запазиха над 80% от първоначалната си производителност за повече от 2000 часа непрекъснато осветяване.

Изследването описва осъществим и мащабируем подход за справяне със загубата на фотони в двустранните перовскитни устройства и проправя пътя за техните ефективни и стабилни реални приложения.