Autorius: MUHAMMAD MUJAHID
Disertacijos pavadinimas: Trigubo katijoninio perovskito sluoksnio gamyba ir jų optoelektroninių savybių tyrimas tandeminiams saulės elementams
Mokslo sritis: Fizika N 002
Mokslinis vadovas: Prof. Habil. Dr. Steponas Ašmontas
Gynimo data: 2025-10-15
ANOTACIJA: Apšvietus trumpu lazerio impulsu vienos sandūros perovskito saulės elementą fotoįtampos atsakas pasižymi dviem priešingai poliarizuotomis dedamosiomis: greita neigiama dalimi, kurią sukelia karštieji krūvininkai dėl krūvininkų kaitinimo šviesa, ir lėtesne teigiama dalimi, kurią sukelia tradicinė elektronų ir skylių porų generacija. Toks dviejų dedamųjų elgesys rodo, kad karštieji krūvininkai neigiamai veikia fotoįtampą, todėl sumažėja bendras vienos sandūros perovskito saulės elementų energijos konversijos efektyvumas. Plačiajuosčių perovskito elementų išdėstymas ant siaurajuosčių elementų (pvz., silicio): didelės energijos fotonus sugeria viršutinis elementas, o praleistus mažos energijos fotonus sugeria apatinis elementas. Toks išdėstymas sumažina šiluminės energijos nuostolius ir pagerina saulės spektro panaudojimą, todėl padidėja bendras efektyvumas. Siekiant pagerinti perovskito saulės elementų įtampos ir srovės reikšmes reikia pailginti krūvininkų gyvavimo trukmę ir sumažinti rekombinacijos nuostolius mažinant defektų tankį. Potenciniai barjerai, esantys krūvio pernašos sluoksniuose dėl energijų juostos lenkimo prisideda prie karštųjų krūvininkų termoelektrovaros atsiradimo, o tai kenkia įrenginio efektyvumui. Šių galimų barjerų pašalinimas arba susilpninimas, sumažina karštųjų krūvininkų termoelektrovarą ir taip pagerina peroskitų saulės elementų energijos konversios efektyvumą. Į perovskito plėveles pridėjus alavo, susiaurėja draudžiamųjų energijų juosta. Tai prisideda prie nespinduliuojančių defektų susidarymo, kurie padidina rekombinacijos greitį paviršiuje ir labai sutrumpina fotoliuminescencijos gesimo trukmę. Tokios struktūrinės modifikacijos pablogina perovskito saulės elementų fotoelektrines savybes ir sumažina jų bendrą energijos konversijos efektyvumą, palyginti su jų analogais, pagamintais iš gryno švino pagrindu sukurtų perovskitų. Eksperimentinių rezultatų analizė jau parodė, kad naudojant perovskito/silicio tandeminius saulės elementus galima pasiekti reikšmingų energijos konversijos efektyvumo pokyčių, viršijančių vienos sandūros elementų ribas. Keturių terminalų tandeminės saulės elementų architektūros, sudarytos iš apatinio silicio elemento ir spektriniu požiūriu pusiau skaidraus trijų katijonų perovskito viršutinio elemento, bendras efektyvumas buvo 26,6 % (19,4 % pusiau skaidraus perovskito viršutinio elemento ir 7,2 % apatinio silicio elemento PCE), kuris viršijo atskirų perovskito ir silicio elementų efektyvumą. Tai rodo daugiasandūrinių saulės elementų efektyvumą ir svarbą siekiant įveikti tiek karštųjų krūvininkų efektų, tiek ir terminės energijos atidavimo sukeltus trūkumus.
Metai: 2025.