Южнокорейские ученые создали солнечный элемент на основе селенойодида сурьмы с эффективностью 4,1%, плотностью тока короткого замыкания 14,8 мА см2, напряжением холостого хода 473,0 мВ и коэффициентом заполнения 58,7%. Они утверждают, что ячейка обладает отличной стабильностью во влажных условиях.
Исследователи из Ульсанского национального института науки и технологий Южной Кореи (UNIST) попытались построить солнечную батарею на основе селенойодида сурьмы (SbSeI).
SbSeI - это сегнетоэлектрический фотопроводник с многообещающими оптическими свойствами. Он успешно применялся в различных оптоэлектронных приложениях, но до сих пор не рассматривался для фотоэлектрических приложений.
Ученые построили солнечный фотоэлемент путем наложения соединения на мезопористый диоксид титана (TiO2) при помощи нескольких циклов центрифугирования.
«Влияние циклов осаждения, в том числе спинового покрытия и термического разложения SbSeI, на характеристики прибора исследовалось путем измерения спектроскопии электрохимического импеданса (EIS) и зависимых от температуры вольт-амперных кривых», - заявили исследователи.
Слой переноса дырок (HTL) и слой переноса электронов (ETL) были изготовлены из PCPDTBT, который представляет собой полимер с низкой полосой пропускания и используется в качестве донорского материала, с высокой фотоэлектрической эффективностью. Полученная ячейка имеет эффективность преобразования энергии 4,10% с хорошей стабильностью при стандартных условиях тестирования.
«Производительность демонстрирует плотность тока короткого замыкания 14,8 мА см2, напряжение холостого хода 473,0 мВ и коэффициент заполнения 58,7%. Устройство может удерживать около 90% начальной эффективность после 2321 минуты при стандартном освещении», - пояснили ученые. «Солнечные элементы SbSeI показали хорошую стабильность независимо от влажности, температуры и света».
Эффективность элемента все еще слишком низкая из-за недостаточного поглощения и неэффективной передачи заряда.
«Неэффективная передача заряда в ячейках, изготовленных за 12 циклов, была связана с более глубокими состояниями ловушки», - заявили ученые. «Достаточное поглощение и эффективная передача заряда были достигнуты в элементах, изготовленных за 10 циклов, а «ячейка-чемпион» продемонстрировала эффективность преобразования энергии в 4,10%».
Данные будут использоваться с целью изучения потенциала халкогалидов металлов для солнечных элементов, промежуточных продуктов и синтеза бессвинцовых перовскитных материалов. Солнечный элемент подробно описан в книге «Эффективные и стабильные солнечные элементы на селенойодиде сурьмы», опубликованной в журнале «Advanced Science».
