de.wedoany.com-Bericht: Forscher der Universität Tokio haben mithilfe von Formamidin-Bleiiodid (FAPbI₃)-Nanopartikeln erfolgreich eine Vollperovskit-Tandem-Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 30,2 % gebaut. Die Zelle nutzt eine Viertel-Endspektrum-Separationsstruktur. Durch Optimierung der Abscheidungstechnik der lichtabsorbierenden Schicht wird das Problem gelöst, dass die metastabile α-Phase des FAPbI₃-Materials leicht in eine inaktive gelbe Phase übergeht.
Die von den Forschern mit der Heißinjektionsmethode synthetisierten FAPbI₃-Nanopartikel werden in einem Zweischrittverfahren zu einer Perovskit-Dünnschicht verarbeitet. Durch kontrollierte thermische Nachbehandlung wird die stabile photoaktive α-Phase gewonnen. Die Viertel-End-Tandemzelle besteht aus einer Breitband- oberen Zelle (Wirkungsgrad 24,4 %) und einer schmalbandigen invertierten unteren Zelle (Wirkungsgrad 21,5 %). Das Licht wird durch einen Dichroit-Spiegel getrennt, um die durch Spektrumsfehlanpassung verursachten Verluste zu minimieren.
Korrespondenzautor Satoshi Uchida erklärte: „Der Hauptvorteil der spektral separierten Doppeljunction-Viertel-End-Solarzelle liegt darin, dass sie hohe Effizienz erreicht und gleichzeitig die durch Spektrumsfehlanpassung verursachten Verluste reduziert." Unter Standardtestbedingungen erreicht die Tandemzelle ihre beste Leistung bei einer Teilwellenlänge von 775 nm: Die obere Zelle liefert 24,1 % Effizienz, die untere Zelle 6,1 %.
Uchida merkte an, dass in der zukünftigen praktischen Anwendung die Integration in traditionelle Outdoor-Photovoltaik und konzentrierte Photovoltaik der Hauptschwerpunkt sei, doch die hohen Kosten für dichroitische Spiegel bleiben eine Herausforderung. Die Erkenntnisse wurden in „ACS Omega" veröffentlicht.
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