Группа корейских исследователей во главе с Тайхо Парком из Университета науки и технологий Пхохана (POSTECH), Корея, нашла новый метод повышения не только эффективности, но и устойчивости перовскитовых солнечных элементов, а также их устойчивости к влажности. Пак и его ученики, Гуан-Ву Ким и Кёнхо Кан, разработали гидрофобный проводящий полимер, который имеет высокую подвижность отверстий без необходимости использования добавок, которые имеют тенденцию легко поглощать влагу из воздуха. Недавно они опубликовали свои выводы в журнале Energy & Environmental Science.
Перовскитные солнечные элементы обычно состоят из прозрачного электрода, слоя переноса электронов, перовскита, слоя переноса дырок и металлического электрода. Слой переноса дырок важен, потому что он не только транспортирует дырки к электроду, но также предотвращает прямое воздействие воздуха на перовскит. Спиро-MeOTAD, обычно используемый материал для переноса дырок, нуждается в добавках из-за его изначально низкой подвижности дырок.
Однако литиевая соль бис (трифторметан) сульфонимида (LiTFSI), одна из распространенных добавок, склонна впитывать влагу из воздуха. Более того, Spiro-MeOTAD образует слегка гидрофильный слой, который легко растворяется в воде, и поэтому сам по себе не может служить барьером для влаги.
Команда Пака сосредоточилась на идее полимерного слоя переноса дырок без добавок (без примесей).
Они разработали и синтезировали гидрофобный проводящий полимер, объединив бензодитиофен (BDT) и бензотиадиазол (BT). Поскольку новый полимер имеет лицевую ориентацию, которая помогает вертикальному переносу заряда в дырках, исследователям удалось добиться высокой подвижности дырок без каких-либо добавок.
Парк и его коллеги подтвердили, что перовскитные солнечные элементы с новым полимером показали высокую эффективность 17.3% и значительно улучшенная стабильность — ячейки сохраняли высокую эффективность более 1400 часов, почти два месяца, при влажности 75%.
«Мы считаем, что наши открытия сделают перовскит еще на один шаг ближе к использованию и ускорят коммерциализацию перовскитных солнечных элементов», — прокомментировал Тайхо Парк, профессор кафедры химического машиностроения POSTECH.
