Amélioration de la durabilité et de l’efficacité des cellules solaires de pérovskite à base d’étain
par Riko Seibo
Tokyo, Japon (SPX) 30 janvier 2025
Les cellules solaires de pérovskite à base d’étain sont saluées comme une various prometteuse pour les options d’énergie solaire de nouvelle génération en raison de leur grande efficacité, de leur flexibilité et du potentiel d’impression à faible coût. Cependant, le remplacement du plomb par TIN pour éviter les problèmes environnementaux liés à la toxicité du chief présente ses propres défis. La propension de l’étain à s’oxyder entraîne rapidement des performances et une durabilité réduites par rapport aux homologues basés sur le plomb.
Les chercheurs ont développé une méthode pour améliorer la stabilité de la pérovskite à base d’étain en incorporant de grands cations organiques dans la construction de la pérovskite. Il en résulte une configuration en couches bidimensionnelle distinctive connue sous le nom de pérovskites à base de Ruddlesden-Popper (RP). Malgré son potentiel, la construction interne précise et le mécanisme par lequel cette configuration améliore les performances est restée claire.
Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé la résonance de spin électronique (ESR) pour analyser le comportement interne de la cellule solaire Perovskite RP pendant le fonctionnement au niveau microscopique. Leurs résultats ont révélé deux informations clés sur l’interplay des matériaux dans différentes situations.
Premièrement, lorsque la cellule solaire Perovskite RP n’a pas été exposée à la lumière, les trous de la couche de transport de trou se sont diffusés dans la pérovskite RP. Ce mouvement a créé une barrière d’énergie à l’interface entre la couche de transport du trou et la pérovskite RP Tin, empêchant le reflux d’électrons et conduisant à de meilleures performances.
Deuxièmement, lorsqu’ils sont exposés à la lumière du soleil, les électrons à haute énergie produits par une lumière de longueur d’onde courte (comme les rayons ultraviolets) sont passés de la pérovskite RP Tin à la couche de transport du trou. Ce transfert a encore élevé la barrière d’énergie, améliorant ainsi l’efficacité de l’appareil.
Comprendre les mécanismes derrière ces améliorations de performances est essential pour développer des cellules solaires de pérovskite à base d’étain avec une plus grande efficacité et une durée de vie plus longue. Ces résultats pourraient fournir des informations importantes pour les progrès futures dans le domaine de l’énergie solaire.
Rapport de recherche:Opérando spin statement élucider les mécanismes de performance-amélioration pendant le fonctionnement des cellules solaires de pérovskite basées sur Ruddlesden-Popper SN
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