Un gruppo di scienziati guidati dall’Università dell’Agricoltura di Faisalabad, in Pakistan, ha proposto di migliorare l’efficienza delle celle solari a perovskite aggiungendo uno strato tampone (BL) di tellururo di cadmio (CdTe), che, secondo quanto riferito, migliora l’estrazione dei portatori di carica e riduce i difetti del dispositivo.
I ricercatori hanno spiegato che la presenza di un BL in una cella di perovskite offre una struttura porosa che favorisce la formazione dello strato superiore di trasporto delle buche (HTL), impedendo al contempo la fuoriuscita di additivi corrosivi dal materiale HTL. “Il miglioramento dello sviluppo dello strato HTM non solo promuove un efficiente trasferimento di buche e la conduzione, ma limita anche la ricombinazione delle cariche”, hanno spiegato.
La scelta del CdTe è dovuta all’ipotesi che la natura idrofobica del CdTe possa proteggere l’assorbitore dall’umidità e dalla corrosione e che la sua elevata resistenza ai raggi UV possa ridurre al minimo la degradazione indotta dai raggi UV, migliorando la stabilità della cella.
Per simulare la nuova configurazione della cella, gli scienziati hanno utilizzato il software di capacità delle celle solari SCAPS-1D, sviluppato dall’Università di Gand. Il dispositivo era basato su un substrato di vetro, un ossido conduttivo trasparente (TCO), uno strato di trasporto degli elettroni (ETL) in ossido di titanio (TiO2), un assorbitore in materiale perovskite noto come CH3NH3SnI3, lo strato tampone CdTe, un HTL in ioduro di rame (Cul) e un contatto metallico posteriore.
Le prestazioni di questo dispositivo sono state simulate in condizioni di illuminazione standard e confrontate con quelle di un dispositivo di riferimento senza strato tampone. La cella basata su CdTe ha raggiunto un’efficienza di conversione di potenza del 14,76%, una tensione a circuito aperto di 0,83 V, una densità di corrente di cortocircuito di 25,96 mA/cm2 e un fattore di riempimento del 68,42%. Il dispositivo di riferimento ha raggiunto un’efficienza dell’11,09%, una tensione a circuito aperto di 0,69 V, una densità di corrente di cortocircuito di 26,22 mA/cm2 e un fattore di riempimento del 61,46%.
Regolando ulteriormente lo spessore dello strato tampone e migliorando la composizione del materiale dell’assorbitore di perovskite e dell’ETL, gli scienziati hanno potuto migliorare significativamente l’efficienza della cella durante la simulazione. “Questi parametri ottimizzati del dispositivo hanno mostrato un significativo miglioramento delle prestazioni del dispositivo con lo strato di CdTe all’interfaccia CuI/CH3NH3SnI3, con un’efficienza del 23,56% rispetto all’11,09% senza il BL”, hanno spiegato.
Il nuovo design della cella è stato presentato nello studio “Interface engineering for improved performance of perovskite solar cells using CdTe buffer layer”, pubblicato di recente su Results in Engineering. “I risultati dimostrano che l’incorporazione di CdTe aumenta significativamente l’efficienza di conversione di potenza del dispositivo n-i-p”, ha concluso il gruppo.
Il team di ricerca comprendeva anche scienziati dell’University College of London del Regno Unito e dell’Università Nazionale della Malesia.
I presenti contenuti sono tutelati da diritti d’autore e non possono essere riutilizzati. Se desideri collaborare con noi e riutilizzare alcuni dei nostri contenuti, contatta: editors@nullpv-magazine.com.
Inviando questo modulo consenti a pv magazine di usare i tuoi dati allo scopo di pubblicare il tuo commento.
I tuoi dati personali saranno comunicati o altrimenti trasmessi a terzi al fine di filtrare gli spam o se ciò è necessario per la manutenzione tecnica del sito. Qualsiasi altro trasferimento a terzi non avrà luogo a meno che non sia giustificato sulla base delle norme di protezione dei dati vigenti o se pv magazine ha l’obbligo legale di effettuarlo.
Hai la possibilità di revocare questo consenso in qualsiasi momento con effetto futuro, nel qual caso i tuoi dati personali saranno cancellati immediatamente. Altrimenti, i tuoi dati saranno cancellati quando pv magazine ha elaborato la tua richiesta o se lo scopo della conservazione dei dati è stato raggiunto.
Ulteriori informazioni sulla privacy dei dati personali sono disponibili nella nostra Politica di protezione dei dati personali.