Ведущие перовскиты галида – материалы, которые недавно вызвали огромный интерес, поскольку солнечные батареи на основе этих полупроводников демонстрируют очень высокие конверсионные полезные действия и непревзойденное напряжение клетки больше чем 1 В. Однако не совсем ясно, как они работают. Лучшее понимание их функционирующих механизмов помогло бы улучшить их в будущем или даже открыть новые технологии с увеличенной эффективностью.Группы Майкла Грэцеля и Жака Э. Моузера в EPFL, работающем с Институтом Солнечного Топлива в Берлине, использовали решенные временем методы спектроскопии, чтобы определить, как обвинения преодолевают поверхности перовскита.
Исследователи работали над различной архитектурой клетки, используя или полупроводниковый диоксид титана или изолируя алюминиевые фильмы трехокиси. И пористые фильмы были пропитаны ведущим перовскитом йодида (CH3NH3PbI3) и органический «транспортирующий отверстие материал», который помогает положительным зарядам извлечения после поглощения света.
Решенные временем методы включали сверхбыструю лазерную спектроскопию и микроволновую фотопроводимость.Результаты показали две главных движущих силы.
Во-первых, то разделение обвинения, поток электрических обвинений после того, как солнечный свет достигает легкого поглотителя перовскита, происходит посредством передачи электрона на обоих перекрестках с диоксидом титана и транспортирующим отверстие материалом по временным рамкам подпикосекунды. Во-вторых, исследователи нашли, что перекомбинация обвинения была значительно медленнее для фильмов окиси титана, а не алюминиевых. Перекомбинация обвинения – вредный процесс, тратя впустую переделанную энергию в тепло и таким образом уменьшая полную эффективность солнечной батареи.
Авторы заявляют, что ведущие перовскиты галида составляют уникальные полупроводниковые материалы в солнечных батареях, позволяя сверхбыструю передачу электронов и положительных зарядов на двух перекрестках одновременно и транспортируя оба типа перевозчиков обвинения вполне эффективно. Кроме того, их результаты показывают ясное преимущество архитектуры на основе фильмов диоксида титана и транспортирующих отверстие материалов.