Исследователи из Института фотонных наук (ICFO) разработали новый четырехтерминальный органический солнечный элемент (ОСЭ) с тандемной конфигурацией, достигнув эффективности преобразования энергии (PCE) в 16.94%. Ключевым элементом нового устройства является высокопрозрачный передний слой включающий ультратонкий прозрачный серебряный электрод толщиной всего 7 нм.
Двухтерминальные тандемные ОСЭ считаются перспективным подходом для решения проблемы потерь в однопереходных солнечных элементах. Они состоят из субэлементов с разными ширинами запрещенной зоны, что позволяет более широко поглощать солнечный спектр. Однако для оптимальной производительности требуется достаточный баланс токов между субэлементами и надежный соединительный слой.
Четырехтерминальная тандемная конфигурация стала эффективной альтернативой. Она имеет отдельные электрические соединения для прозрачного переднего и непрозрачного заднего элементов, что обеспечивает гибкость при выборе ширины запрещенной зоны каждого элемента.
Ученые из ICFO разработали и описали процесс создания четырехтерминального тандемного ОСЭ с эффективностью 16.94%. Ключевую роль сыграло изготовление ультратонкого прозрачного серебряного электрода толщиной 7 нм. Исследователи использовали численный подход для проектирования структуры ОСЭ, применив матричный формализм и методологию решения обратных задач.
Для производства электрода потребовался тщательный контроль условий. Затем электрод был совмещен с диэлектрическими слоями, чередующими триоксид вольфрама и фторид лития, играющими решающую роль в распределении света.
Устройство достигло PCE 16.94%, что является самым высоким показателем для четырехтерминальных органических тандемных элементов. Текущий официальный рекорд эффективности для органических тандемных устройств составляет 14.2%.
Исследование имеет потенциальное применение в фотоэлектрохимических элементах. Методология проектирования может быть применена для разработки новых систем, где распределение света имеет решающее значение.
Исследователи сосредоточены на совершенствовании методологии и дизайна для применений в отрасли солнечной энергетики. Оптимизируя стратегии проектирования, они стремятся раскрыть потенциал устройств в использовании солнечной энергии для устойчивых процессов преобразования энергии, таких как конверсия CO2.
Источник:
DOI: 10.1002/solr.202300728
-------------------------------------
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте лайк или напишите комментарий, а также подписывайтесь на наши страницы на других площадках, в том числе на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
