Publikacja na ten temat trafiła na łamy Nature Communications. Jak wyjaśniają jej autorzy, przedstawiciele Uniwersytetu w Nanjing oraz Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii Elektronicznej, ich tandemowe ogniwo słoneczne zostało wykonane w całości z perowskitu. Składa się z górnego ogniwa o sprawności 19,6%, opartego na heterostrukturze 2D/3D i dolnego ogniwa o sprawności 21,3%. Łącznie mowa natomiast o współczynniku wynoszącym 28,1%.
Po 855 godzinach ciągłej pracy struktura ta zachowała 90% pierwotnej sprawności. Wykorzystywane przez nią heterozłącze powstało poprzez konwersję perowskitu 3D do 2D dla fotostabilnych perowskitowych ogniw słonecznych o szerokim paśmie wzbronionym. Warstwa górna wykorzystuje szerokie pasmo, natomiast dolna – wąskie. Takie perowskitowe ogniwa wykorzystujące materiały hybrydowe 2D są znane ze swojej stabilności i cechują się wysoką wydajnością w zakresie wiązania ekscytonów, jeśli porównać je ze zwyczajowo stosowanymi strukturami.
Podłoże chińskiego tandemowego ogniwa słonecznego składa się ze szkła i tlenku indu i cyny, warstwy transportującej dziury wykonanej z tlenku niklu, samoorganizującej się monowarstwy, absorbera perowskitowego, warstwy transportującej elektrony (C60), warstwy buforowej (BCP), warstwy tlenku cyny i miedzianego kontaktu.
Zamiast krzemu chińscy naukowcy postanowili wykorzystać perowskity. Ich tandemowe ogniwa słoneczne osiągnęły sprawność przekraczającą 28 procent
Jak wyjaśniają członkowie zespołu badawczego, górne ogniwo posiada pasmo wzbronione energii wynoszące 1,78 eV. Jeśli chodzi o sprawność konwersji mocy to wynosi ona 19,6%, podczas gdy napięcie w obwodzie otwartym 1,324 V. Gęstość prądu zwarciowego kształtuje się na poziomie 17,9 mA cm−2, a współczynnik wypełnienia – 83%. W kontekście sprawności, to ta warstwa wypada nawet lepiej od całości, ponieważ po 1000 godzinach pracy zachowała 95% swojej pierwotnej wydajności.
Czytaj też: Fotowoltaika w popularnej sieci marketów. Miliony złotych w tle
Według chińskich naukowców, przeprowadzone przez nich badanie doprowadziło do ukazania mechanizmu degradacji urządzeń perowskitowych o szerokim paśmie wzbronionym. Za jego sprawą kształtuje się odpowiednie podejście techniczne mające na celu jednoczesną poprawę wydajności i stabilności tego typu urządzeń.