Çalışmalar İnce Filmli Güneş Pillerinde İnorganik Perovskite Absorberların da Kullanılabileceğini Gösteriyor
Fotoğraf: Sezyum iyodür ve kurşun iyodürün birlikte buharlaştırılmasıyla, ılımlı sıcaklıklarda bile ince CsPbI3 tabakaları üretilebilir. Sezyum fazlalığı stabil perovskite fazlara yol açar. (Görüntü: J. Marquez-Prieto / HZB)
Helmholtz-Zentrum Berlin’deki araştırmacılar, farklı elementlerin birlikte buharlaştırılması yoluyla orta sıcaklıklarda inorganik perovskite ince filmler başarıyla yarattılar. Bu son başarı, yüksek sıcaklıklarda temperleme ihtiyacını ortadan kaldırır.
Yenilikçi süreç, perovskite malzemeden ince film güneş pilleri oluşturmayı nispeten kolaylaştırır. Ayrıca, inorganik perovskitler, metal-organik hibrid perovskitlere kıyasla termal olarak daha kararlıdır. Çalışmanın sonuçları Advanced Energy Materials’de rapor edilmiştir.
Küresel olarak, araştırmacılar perovskite güneş pillerinin üretimi üzerinde yoğun bir şekilde çalışıyorlar. Odak noktası, kristal yapısı iyot ve kurşun gibi inorganik elementlerden ve ayrıca bir organik molekülden oluşan metal-organik hibrid perovskitler üzerinedir.
CsPbI3 tamamen inorganik perovskite yarı iletkenlerin bir örneğidir ve hibrid perovskites ile aynı kristal yapıya sahiptir. Bununla birlikte, bu yarı iletkenler, organik bir molekül yerine, sezyum benzeri bir alkali metal içerir. Sonuç olarak, hibrit perovsitlere kıyasla çok daha stabildirler ancak çoğu zaman aşırı sıcaklıklarda yapılması gereken ek bir üretim aşamasına ihtiyaç duyarlar – yani birkaç yüz santigrat derece.
Bu nedenle, inorganik perovskite yarı iletkenler, aşırı yüksek sıcaklıklara dayanamayan ince film güneş hücrelerine kolayca dahil edilemez. Şimdi, inorganik perovskite yarı iletkenler, Dr Thomas Unold liderliğindeki bir araştırma ekibi tarafından ılımlı sıcaklıklarda başarıyla geliştirildi, böylece bu malzemeler önümüzdeki günlerde ince film hücrelerde de kullanılabildi.
Fizikçiler tarafından tasarlanan yeni bir deneyde, bir numune içindeki birçok farklı malzeme kombinasyonu sentezlendi ve incelendi. Daha sonra, kurşun iyodür ve sezyum iyodürün birlikte buharlaştırılması yoluyla araştırmacılar, substratın sıcaklığını 60 ° C’nin altında tutarken, bu elemanların miktarlarını metodik olarak değiştiren ince CsPbI3 katmanları oluşturdular.
Araştırmacılar, sentez sırasındaki optoelektronik özelliklerin ölçümleri sayesinde ince filmin bileşimi ile malzeme özellikleri üzerindeki etkiyi tespit edebildiler.
Ekip tarafından yapılan ölçümler, malzemenin hem yapısal hem de ana optoelektronik özelliklerinin sezyum oranının kurşun oranına duyarlı olduğunu ortaya koydu. Sonuç olarak, fazla sezyum, mükemmel yaşam süreleri ve yük taşıyıcıların mobilitesi ile istikrarlı bir perovskite aşamasını teşvik eder.
HZB Genç Araştırmacı Grup Profesörü Steve Albrecht ile işbirliği içinde, geliştirilmiş CsPbI3 katmanları ile perovskite güneş pilleri oluşturmak için yapılan testlerde 1200 saatten daha uzun bir süre % 11’in üzerinde bir performans ve % 12’nin üzerinde bir başlangıç verimi elde edilmiştir.
Kaynak: azom.com
