La microstructure «  à trois plis  » donne aux cellules solaires de la pérovskite un puissant ascenseur d’efficacité

Une équipe de recherche collaborative de l’Université des sciences et de la technologie de Hong Kong (HKUST) et de l’Université polytechnique de Hong Kong (PolyU) a développé une microstructure d’interface laminée innovante qui améliore la stabilité et l’efficacité de conversion photoélectrique des cellules solaires pérovskites inversées. La recherche est publié dans le journal Synthèse de la nature.

Les cellules solaires de la pérovskite ont un potentiel considérable pour remplacer les cellules solaires de silicium traditionnelles dans diverses applications, notamment l’électricité du réseau, les sources d’alimentation portables et le photovoltaïque spatial. Cela est dû à leurs avantages uniques, comme grande efficacitéfaible coût et attrait esthétique.

Les structures de base de cellules solaires de pérovskite sont classés en deux types: standard et inversé. La structure inversée montre de meilleures prospects d’application car les matériaux électroniques utilisés dans chaque couche sont plus stables par rapport à ceux de la configuration standard.

Cependant, les défis liés à interface La science existe toujours dans les dispositifs inversés, en particulier concernant l’accumulation de défaut à l’interface entre la couche de transport d’électrons à base de Fullerène et la surface de la pérovskite. Cette accumulation de défauts a un impact significatif sur les performances et la stabilité de l’appareil.

Le professeur Zhou Yuanyuan, professeur agrégé au Département de génie chimique et biologique (CBE) et directeur associé du Energy Institute de HKUST, mène une équipe axée sur la recherche fondamentale sur les dispositifs optoélectroniques de pérovskite d’un point de vue structurel unique. Ils ont collaboré en étroite collaboration avec l’équipe du professeur Cai Songhua du Département de physique appliquée de Polyu.

Leurs recherches ont révélé qu’en créant uniformément une « couche de pérovskite de la couche de la couche de passivation moléculaire » – une structure laminée à trois plis « à la surface du film de pérovskite – ils pourraient effectivement réduire la densité des défauts d’interface et améliorer l’alignement du niveau d’énergie. Cet avancement stimule considérablement l’efficacité de conversion photoélectrique de la cellule solaire de pérovskite et améliore la durabilité de l’interface dans des conditions de chaleur humide et de légers.

Le Dr Guo Pengfei, co-primitif de ce travail et boursier postdoctoral du département CBE de HKUST, a déclaré: « Nous avons introduit le concept de matériaux composites dans la conception de l’interface des appareils optoélectroniques, permettant les effets synergiques de chaque couche dans cette nouvelle interface pour obtenir des résultats inaccessibles avec l’ingénierie d’interface traditionnelle. »

Le professeur Zhou, l’auteur principal correspondant de l’étude, a ajouté: « La pérovskite est un matériau de réseau doux. Nous pouvons créer des caractéristiques microstructurales dans ce type de matériau qui sont difficiles à réaliser avec des matériaux conventionnels. Notre objectif est de comprendre la formation et les mécanismes de ces microstructures à l’échelle de la Nanoscopie, ou même à l’échelle atomique, pour entraîner l’innovation du dispositif basé sur cette compréhension fondamentale. »