Перовскиты на основе галогенидов свинца (LHP) привлекли внимание как полупроводниковые материалы для высокоэффективной фотоэлектрической системы как при наружном, так и при внутреннем освещении. Это может быть обусловлено превосходными оптоэлектронными свойствами и устойчивостью перовскитов к дефектам. Кроме того, важно создать оптимальную фотоэлектрическую структуру для получения высокопроизводительных устройств, что включает разработку всех различных слоев в структуре устройства, включая слой переноса дырок. Кредит: Advanced Devices & Instrumentation
В этой работе исследователи изучали наружные и внутренние фотоэлектрические характеристики устройств на основе LHP, использующих Spiro-OMeTAD в качестве материала для переноса дырок с обычно используемыми легирующими добавками, такими как бис(трифторметансульфонил)имид лития (Li-TFSI), или без каких-либо легирующих добавок.
Исследователи обнаружили, что, несмотря на ожидаемую низкую производительность устройств, использующих нелегированный слой Spiro-OMeTAD при освещении 1-Sun (эффективность до 7,7%), устройства достигают эффективности до 25,6% при освещении 1000 люкс, что сопоставимо с эффективностью легированных аналоговых устройств, достигающих эффективности до 29,7%. Это в основном связано с существенным улучшением коэффициента заполнения при переходе к низкой интенсивности освещения, что можно объяснить уменьшением эффекта последовательного сопротивления при внутреннем освещении.
Также была протестирована эксплуатационная стабильность устройств. При непрерывном освещении белым светом нелегированные устройства Spiro-OMeTAD также показывают ≈25% увеличение максимальной эффективности точки мощности, таким образом, потенциально превосходя производительность легированных устройств Spiro-OMeTAD. Нелегированные устройства Spiro-OMeTAD также имеют меньший гистерезис при очень низких уровнях освещенности и напряжение холостого хода ≈0,65 В при 50 люкс, что делает их более надежными в этих условиях.
Эта работа предполагает, что, несмотря на требование легированного Spiro-OMeTAD для достижения высокопроизводительных солнечных элементов на основе LHP, легирующие примеси могут не быть необходимыми для изготовления внутренних фотоэлектрических элементов, которые надежно работают при низкой интенсивности освещения с высокой эффективностью и стабильностью.
Результаты также показывают, что эффективность солнечных элементов на основе LHP не предсказывает их производительность в условиях низкой освещенности. Таким образом, фотоэлектрическая структура должна быть точно настроена для предполагаемого источника освещения устройства, чтобы достичь оптимальной производительности.
Дополнительная информация: Сами Тойкконен и др., Является ли легирование Spiro-OMeTAD обязательным условием для эффективных и стабильных перовскитных фотоэлектрических систем для помещений?, Advanced Devices & Instrumentation (2024). DOI: 10.34133/adi.0048 Предоставлено Advanced Devices & Instrumentation
