ХАНГЖОУ – Група китайски изследователи са разработили триизмерен (3D) метод за електрическо изображение, който директно разкрива как третирането с пасивиране на дефекти подобрява качеството на перовскитните филми и свързаните с тях характеристики на слънчевите клетки.
Проучването беше публикувано наскоро в списание Newton.
Перовскитните слънчеви клетки привлякоха широко внимание като евтина и високоефективна алтернатива на конвенционалните силициеви фотоволтаици. Въпреки това, дефекти, заровени в перовскитните филми, могат да възпрепятстват транспортирането на заряда, което води до загуба на енергия и намалена работна стабилност.
Третирането с пасивация има за цел да смекчи тези дефекти, но проверката на тяхната вътрешна ефикасност остава неуловима, тъй като повечето техники за характеризиране изследват само повърхността или предоставят осреднена макроскопска информация.
За да се справят с това предизвикателство, изследователите от Института по технологии и инженерство на материалите в Нингбо (NIMTE) на Китайската академия на науките (CAS) използваха томографска проводяща атомно-силова микроскопия, за да визуализират разпределението на тока в перовскитните филми.
Техниката работи чрез последователно премахване на ултратънки слоеве от филма, като същевременно се измерва локалната електрическа проводимост на различни дълбочини. Чрез подреждане на тези измервания, 3D карта на транспортирането на заряда във филма се реконструира с наномащабна резолюция.
Използвайки този подход, изследователите характеризират вътрешното електрическо поведение на перовскитни филми, третирани с различни стратегии за пасивиране.
Нетретираните филми показват обширни региони с ниска проводимост, които възпрепятстват транспортирането на заряда, докато масовата пасивация значително намалява тези региони, особено по границите на зърната.
Повърхностната пасивация основно подобрява проводимостта близо до горния интерфейс, което е критично за интегрирането на устройството. Филмите, третирани както с обемна, така и с повърхностна пасивация, демонстрират най-равномерните и непрекъснати проводящи пътища, като оставащите области с ниска проводимост са ограничени главно до повърхността.
„Тези микроскопични електрически характеристики са тясно свързани с получената производителност на слънчевите клетки, установявайки пряка връзка между 3D транспортирането на заряда във филма и цялостната ефективност на устройството“, обясни професор Xiao Chuanxiao, съответен автор на изследването.
Като предоставя директен, 3D изглед на това как електроните се движат през перовскитни филми, тази работа предлага мощен инструмент за оценка и оптимизиране на стратегии за пасивиране. Той проправя пътя за рационален дизайн на по-висококачествени перовскитни материали, позволяващи по-ефективни и стабилни перовскитни слънчеви клетки.
Нашия източник е Българо-Китайска Търговско-промишлена палaта