Ultradunne omgekeerde perovskiet-zonnecellen behalen een efficiëntie van 20,2 procent

Chinese wetenschappers hebben ultralichte zonnecellen ontwikkeld op basis van dunne perovskietfilms op basis van een 3-micrometer dik polymeer. De energieconversie-efficiëntie van de cel zou vergelijkbaar zijn met die van conventionele perovskietcellen.

Onderzoekers van de Universiteit van Peking in China hebben een ultradunne perovskiet-zonnecel ontwikkeld op basis van Parylene C. Parylene C is een gechloreerd poly(paraxylyleen)polymeer met hoge temperatuurbestendigheid, lage vochtdoorlatendheid en uitstekende elektrische en fysische eigenschappen.

Ze gebruikten een in de handel verkrijgbare 3-micron dikke paryleen C en sloten deze in de zonnecel in door middel van flip transfer (FOT)-techniek. Ze beweren dat dit zorgt voor de gladheid van het polymeeroppervlak. Ze zetten ook paryleen C af op vooraf gereinigde glassubstraten met behulp van chemische dampafzetting (CVD).

Daarnaast gebruikten de wetenschappers 210-nanometer dik zirkonium (Zr), titanium (Ti) en gallium-gedoteerde indiumoxide (ITGZO) als de transparante geleidende oxide (TCO) elektrode voor deze zonnecel. Met behulp van scanning-elektronenmicroscopie (SEM) vergeleken ze de prestaties van de cel met een benchmarkapparaat op basis van paryleen F, een ander polymeer en een glassubstraatcel zonder het polymeer.

De wetenschappers zeiden: "De perovskietfilm die op Parylene F is aangebracht, heeft een slechte dekking, meerdere gaatjes op het filmoppervlak en grensvlakholtes bij de ingebedde bodeminterface, wat zal leiden tot accumulatie van lading en nadelige apparaatprestaties. terwijl de perovskietfilms vervaardigd op Parylene C bereikte dezelfde uniformiteit van filmvorming als de op glas gebaseerde films, zoals blijkt uit het verdwijnen van gaatjes in het oppervlak en holtes op het grensvlak."

De op Parylene C gebaseerde fotovoltaïsche cel behaalde een energieconversie-efficiëntie van 20,2 procent, wat volgens de onderzoekers vergelijkbaar is met perovskietcellen van normale dikte.

Ze concludeerden: "Dankzij de hoge stroomconversie-efficiëntie (PCE) en het lichte gewicht van het apparaat dat gebruikmaakt van het Parylene C-substraat van 6,67 g/m², bereikte het vermogen per gewichtseenheid 30,3 W/g, wat aantoont dat het gebruik van Parylene C Lin C dunne films hebben geweldige vooruitzichten voor het maken van zeer efficiënte, ultradunne en ultralichte zonnecellen."

De onderzoekers presenteren hun bevindingen in het onlangs gepubliceerde artikel "Ultralight and Flexible Perovskite Solar Cells" in Science China: Materials.