Südkoreanische Wissenschaftler schaffen eine lichtdurchlässige Perowskit-Solarzelle mit einem Rekordwirkungsgrad von 22,02 %
Das südkoreanische Institut für Energieforschung (KIER) hat bekannt gegeben, dass ein Forscherteam eine lichtdurchlässige Perowskit-Solarzelle für den Einsatz in bifazialen Tandem-Photovoltaikanlagen auf der Basis von Perowskit und Silizium entwickelt hat.
Die lichtdurchlässigen Solarzellen erreichten einen zertifizierten Wirkungsgrad von 21,68 % und einen maximalen Wirkungsgrad von 22,02 %. “Das macht sie zu den weltweit effizientesten Perowskit-Solarzellen mit transparenten Elektroden”, so das Forscherteam. “Darüber hinaus haben sie eine hervorragende Haltbarkeit bewiesen, da sie nach 240 Betriebsstunden noch mehr als 99 % ihrer ursprünglichen Effizienz aufweisen.
Die Wissenschaftler behaupten, dass es ihnen gelungen ist, den durch die LiTFSI-Verunreinigung verursachten internen Degradationsmechanismus zu überwinden, der zu einer unerwünschten Diffusion von Lithiumionen führt und die Effizienz der Zelle beeinträchtigen kann. Sie haben eine spezielle Konfiguration entwickelt, die HTL mit einer Pufferschicht aus Molybdäntrioxid (MoO 3 ) und transparenten leitfähigen Oxiden (TCO) kombiniert, eine Struktur, die die Bildung von Lithiumoxiden Li 2 O 2 auf der HTL-Oberfläche ermöglicht, wodurch die Oxidation optimiert wird. Zeit der gesamten Transportschicht.
Das Forscherteam konstruierte die Zelle mit einem Glas- und Indiumzinnoxid (ITO)-Substrat, einem Gold (Au)-Metallkontakt, einer Elektronenübertragungsschicht (ETL) aus Zinn(IV)-oxid (SnO2), einem Perowskit-Absorber, einer Spiro-OmeTAD-HTL, einer MoO 3-Pufferschicht, einer transparenten leitfähigen Indiumzinkoxid (IZO)-Oxidschicht und einem weiteren Au-Metallkontakt.
Bei Tests unter Standardbeleuchtungsbedingungen erreichte die Zelle eine Energieumwandlungseffizienz von 21,68 %, eine Leerlaufspannung von 1139, eine Kurzschlussstromdichte von 23,74 A-cm2 und einen Füllfaktor von 80,1 %. Es konnte auch nach 400 Stunden Lagerung im Dunkeln noch etwa 99 % seiner ursprünglichen Leistungsfähigkeit beibehalten.
Dieses Bauelement wurde dann in zwei bifaziale Tandem-Perowskit-Silizium-Solarzellen mit Vierfach- und Zweifachkonfiguration integriert. Die beiden Geräte erreichten einen Wirkungsgrad von 31,5 % bzw. 26,34 % unter Bedingungen, bei denen das von hinten reflektierte Licht 20 % des normalen Sonnenlichts betrug.
