Команда ученых из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST) в Саудовской Аравии разработала процесс выращивания монокристаллических перовскитов и достигла рекордной для этой технологии эффективности в 21,09%. Частично перовскиты уже находятся на пути к рыночной зрелости, и их потенциал для производства высокоэффективных фотоэлементов хорошо известен. Университеты и исследовательские институты по всему миру работают над различными конфигурациями и технологиями, чтобы максимально использовать возможности перовскитов.
Последний прорыв Университета KAUST касается монокристаллических перовскитов. Что касается кремния, то преимущества выращивания монокристаллов хорошо известны, но для перовскитов этот технологический процесс оказался трудным. Проблемы со стабильностью, с которыми сталкиваются перовскиты, связаны, прежде всего, с тенденцией кристаллов расти беспорядочно и с большим количеством дефектов, многие из которых возникают на границе между отдельными кристаллами. Выращивание монокристаллического перовскита может быть одним из способов устранения многих из этих дефектов, и поэтому KAUST и несколько других исследовательских институтов рассматривают это как проблему, которую необходимо преодолеть. «Мы считаем, что такие монокристаллы дают возможность технологии перовскитных фотоэлементов преодолеть свои ограничения и максимально приблизиться к границе теоретической эффективности», — сказал Омар Мохаммед, доцент кафедры химических наук KAUST и соавтор отчета по исследованию.
Мохаммед и его команда изготовили монокристаллы йодида свинца метиламмония (MAPbI3) методом, который инициировал процесс кристаллизации между двумя покрытыми полимером подложками, которые физически ограничивали рост кристаллов в одном измерении. Их метод был описан в статье «Монокристаллические перовскитные фотоэлементы MAPbI3, превышающие 21% эффективности преобразования энергии», опубликованной в журнале ACS Energy Letters. Полученные кристаллы имели толщину 20 микрон. Затем они были обработаны медью в фотоэлемент площадью в один квадратный миллиметр, который и достиг максимальной эффективности в 21,09%.
Команда была удивлена результатами и теперь намерена заняться решением проблемы кристаллических слоев толщиной менее 20 микрометров, которые исследователи называют «чрезвычайно сложными». Конечно, чтобы получить коммерческий интерес, монокристаллы перовскита должны быть во много раз больше, чем три-шесть миллиметров, достигнутых здесь. Но исследователи подчеркивают потенциал монокристаллов в разработке фотоэлементов на основе перовскита.
Источник: https://www.pv-magazine.de/2019/07/16/wissenschaftler-melden-neuen-effizienzrekord-fuer-einkristall-perowskite/