Çinli araştırmacılar, gizli arayüzlerini mühendislik yoluyla değiştirerek perovskit güneş pillerinin verimliliğini ve dayanıklılığını önemli ölçüde artırmanın yeni bir yolunu ortaya koydu. Çin Bilimler Akademisi (CAS) Qingdao Biyoenerji ve Biyoproses Teknolojisi Enstitüsü liderliğindeki bir ekip, geleneksel üç boyutlu cihazlar içinde ultra ince iki boyutlu bir perovskit katmanının oluşturulduğunu bildirdi.
Güneş pili için önemli iyileştirme
Araştırmacılara göre, bu yaklaşım film kristalleşmesini artırıyor ve gömülü arayüzlerdeki kusur konsantrasyonlarını %90’dan fazla azaltarak performansı ve uzun vadeli kararlılığı önemli ölçüde artırıyor.
Son zamanlarda, yeni bir çalışma, perovskit filmlerinde zararlı radikalleri bastıran, bozulmayı azaltan ve güneş pili verimliliğini %26’nın üzerine çıkaran yeni bir kimyasal katkı maddesini tanımladı. Perovskit güneş pillerinin verimliliğini ve uzun vadeli kararlılığını engelleyen en büyük engellerden biri, perovskit katmanının hem üst hem de alt yüzeylerinde oluşan yüksek yoğunluktaki kusurlardır. Bu kusurlar, rekombinasyon merkezleri görevi görerek güç çıkışını azaltır ve cihaz bozulmasını hızlandırır.
Ekibe göre, bu sorunu hafifletmeye yönelik önceki çabalar, uzun zincirli amonyum tuzlarının doğrudan perovskit öncülüne eklenmesini içeriyordu. Bu strateji, kusurları pasifleştirmeye yardımcı olan iki boyutlu (2D) perovskit fazları üretebilse de, tipik olarak filmin tamamında ve gömülü arayüzlerde 2D yapılar oluşturarak bu fazların nerede oluşacağının hassas bir şekilde kontrol edilmesini zorlaştırır.
Bu sınırlamanın üstesinden gelmek için araştırma ekibi, hedefli bir arayüz mühendisliği yaklaşımı geliştirdi. Sırasıyla tiyoglikolik asit (TGA) ve oleilamini (OAm) kalay dioksit (SnO₂) nanopartiküllerinin yüzeyine aşılayarak, SnO₂-TGA-OAm olarak bilinen modifiye edilmiş bir elektron taşıma katmanı oluşturdular. TGA ve OAm arasındaki güçlü kimyasal etkileşim, aşılanmış molekülleri stabilize eder ve erken reaksiyonları önler.
