Исследовательские группы по всему миру признали потенциал перовскитов как одного из самых многообещающих материалов для разработки дешевых, экологически чистых и эффективных солнечных элементов. Всего за несколько лет эффективность преобразования энергии увеличилась с нескольких процентов до более 22%. Однако перовскиты, доступные в настоящее время для использования в солнечных элементах, содержат свинец, и Фэн Гао, старший преподаватель LiU, осенью 2017 года был назначен научным сотрудником Валленбергской академии для разработки бессвинцовых двойных перовскитов, в которых одновалентный металл и трехвалентный металл заменяет двухвалентный свинец.В лаборатории отделения биомолекулярной и органической электроники LiU исследователи-постдоки Вэйхуа Нин и Фэн Ван успешно изготовили однослойные тонкие пленки из плотно упакованных кристаллов двойных перовскитов.
Пленки очень высокого качества и могут использоваться в качестве активного слоя в солнечных элементах, в которых поглощается солнечный свет и создаются носители заряда.«Наши коллеги из Технологического университета Наньян в Сингапуре показали, что носители заряда демонстрируют большую диффузионную длину в материале, что необходимо для того, чтобы материал подходил для использования в солнечных элементах», — говорит Феанг Гао.Эффективность преобразования энергии солнечных элементов по-прежнему низка — только около 1% энергии солнечного света преобразуется в электричество — но ни Фэн Гао, ни Вэйхуа Нин не беспокоятся.
«Нет, мы сделали первый важный шаг и разработали метод изготовления активного слоя. У нас есть несколько хороших идей, как продолжить работу по повышению эффективности в ближайшем будущем», — говорит Фэн Гао.Исследователи подсчитали, что более 4000 различных комбинаций материалов могут образовывать двойные перовскиты. Они также будут использовать теоретические расчеты для определения комбинаций, наиболее подходящих для использования в солнечных элементах.
Этот прорыв в исследованиях двойных перовскитов также является результатом совместной исследовательской программы PhD в области материаловедения и нанонауки / технологий в Университете Линчёпинг и Технологическом университете Наньян.«Эта публикация является побочным продуктом обсуждения совместной программы PhD между NTU-LiU. Для работы над этим проектом были наняты два аспиранта, по одному с каждой стороны.
Это отличное начало для программы. " — говорит профессор Цзе Чиен Сум из НТУ.«Мы очень хорошо дополняем друг друга, группа, возглавляемая профессором Сум Цзе ЧиенСумом из НТУ, является экспертом в фотофизике, а мы — в области материаловедения и физики устройств», — говорит Фэн Гао.
Результаты Tre опубликованы в научном журнале Advanced Materials.