Команды в HZB уже приобрели обширный опыт с этими видами тандемных клеток. Особенно эффективное дополнение к обычному кремнию – гибридный материал, названный перовскитом.
У этого есть ширина запрещенной зоны 1,6 электрон-вольт с органическими, а также неорганическими компонентами. Однако очень трудно предоставить слою перовскита прозрачный передний контакт. В то время как смещение распылителя индиевой оловянной окиси (ITO) – обычная практика для неорганических кремниевых солнечных батарей, эта техника разрушает органические компоненты клетки перовскита.
Графен как прозрачный передний контакт:Теперь группа, возглавляемая профессором Норбертом Никелем, ввела новое решение. Доктор Марк Глуба и студент доктора философии Феликс Лэнг развивали процесс, чтобы покрыть слой перовскита равномерно графеном. Графен состоит из атомов углерода, которые устроились в двумерную сотовидную решетку, формирующую чрезвычайно тонкую пленку, которая является очень проводящей и очень прозрачной.
Рыбалка для графена:Как первый шаг, ученые способствуют росту графена на медную фольгу от атмосферы метана на уровне приблизительно 1 000 градусов Цельсия. Для последующих шагов они стабилизируют хрупкий слой с полимером, который защищает графен от взламывания. В следующем шаге Феликс Лэнг запечатлевает далеко медную фольгу.
Это позволяет ему передать защищенный графеновый фильм на перовскит. «Это обычно выполняется в воде. Графеновый фильм плавает на поверхности и извлечен солнечной батареей, так сказать. Однако в этом случае эта техника не работает, потому что исполнение перовскита ухудшается с влажностью. Поэтому мы должны были найти другую жидкость, которая не нападает на перовскит, все же максимально подобно, чтобы оросить», объясняет Глуба.
Идеальный передний контакт:Последующие измерения показали, что графеновый слой – идеальный передний контакт в нескольких отношениях. Благодаря его высокой прозрачности ни одна из энергии солнечного света не потеряна в этом слое.
Но главное преимущество состоит в том, что нет никаких потерь напряжения разомкнутой цепи, которые обычно наблюдаются для бормотавших слоев ITO. Это увеличивает полную конверсионную эффективность. «Это решение сравнительно просто и недорого, чтобы осуществить», говорит Никель. «Впервые, мы преуспели в том, чтобы осуществить графен в солнечной батарее перовскита.
Это позволило нам построить высокоэффективное тандемное устройство».