Тонкоплёночный мезоскопический солнечный элемент субмикронной толщины на перовските свинцового йодида с твердым электролитом и КПД, превышающим 9%

Сообщается о твердых мезоскопических гетеропереходных солнечных элементах, использующих наночастицы (NPs) метиламмонийсвинцового йодида ((CH3NH3)PbI3) в качестве поглотителей света. Перовскитные наночастицы были получены реакцией метиламмоний йодида с PbI2 и нанесены на мезоскопическую пленку TiO2 субмикронной толщины, поры которой заполнены проводником дырок spiro-MeOTAD. Освещение стандартным солнечным светом AM 1.5 вызвало большие токи короткого замыкания (JSC), превышающие 17 мA/cm2, напряжение холостого хода (VOC) 0,888 В и коэффициент заполнения (FF) 0,62, что дало коэффициент преобразования энергии (PCE) 9,7% — наивысший на сегодняшний день для подобных элементов. Исследования с помощью фемтосекундных лазеров в сочетании с измерениями фотоиндуцированного поглощения показали, что разделение зарядов происходит через инжекцию дырок от возбужденных наночастиц (CH3NH3)PbI3 в spiro-MeOTAD с последующей передачей электронов в мезоскопическую пленку TiO2. Использование твердого проводника дырок заметно улучшило стабильность устройства по сравнению с (CH3NH3)PbI3-сенсибилизированными элементами с жидким контактом.