Le celle solari perovskite (PSC) sono nuove celle solari a film sottile composto che utilizzano materiali perovskite come strati che assorbono la luce. La perovskite prende il nome dal mineralogista russo Perovski e i cristalli con la struttura ABX3 e simili ad essa sono collettivamente chiamati perovskiti. Le celle solari perovskite sono celle solari che utilizzano semiconduttori di alogenuri di metallo organico di tipo perovskite come materiali che assorbono la luce.
La struttura delle celle di perovskite è composta principalmente dalle seguenti parti chiave: substrato conduttivo trasparente, strato di trasporto di elettroni, strato di assorbimento della luce perovskite, strato di trasporto dei fori e elettrodo metallico. Questi componenti lavorano insieme per consentire alle cellule di perovskite di assorbire efficacemente la luce solare e convertirla in energia elettrica.
Substrato conduttivo trasparente: questa è la base delle cellule di perovskite, generalmente realizzate con materiali come ossido di stagno drogato a fluoro (FTO) o ossido di stagno drogato in indio (ITO), con alta trasmittanza di luce e buona conducibilità. La sua funzione principale è introdurre la luce solare e raccogliere la corrente generata. La scelta del substrato conduttivo trasparente è cruciale per le prestazioni delle celle solari perovskite perché non solo influisce sull'incidenza della luce, ma influisce anche nell'estrazione della corrente.
Strato di trasporto di elettroni: situato tra il substrato conduttivo trasparente e lo strato di assorbimento della luce perovskite, la sua funzione principale è quella di trasportare elettroni. I materiali di strato di trasporto elettronico comunemente usati includono il biossido di titanio (TiO2), l'ossido di zinco (ZnO), ecc. Questi materiali hanno una buona mobilità e stabilità degli elettroni e possono trasferire elettroni generati nello strato di assorbimento della luce perovskite al substrato conduttivo trasparente.
Strato di assorbimento della luce perovskite: questa è la parte fondamentale della cella solare perovskite, composta principalmente da materiali di perovskite alogenuri organici con struttura ABX3. Questi materiali hanno eccellenti prestazioni di conversione fotoelettrica e possono effettivamente convertire l'energia della luce solare in energia elettrica. Il processo di preparazione e le prestazioni dello strato di assorbimento della luce perovskite hanno un'influenza decisiva sulle prestazioni complessive delle celle solari perovskite.
Strato di trasporto di fori: situato tra lo strato di assorbimento della luce perovskite e l'elettrodo metallico, la sua funzione principale è quella di trasportare i buchi. I materiali strati di trasporto di fori comunemente usati includono spiro-ometad, ecc. Questi materiali possono effettivamente estrarre e trasportare fori fotogenerati, migliorando così l'efficienza della conversione fotoelettrica della batteria.
Elettrodo metallico: questo è l'ultimo processo della cella solare perovskite, che è principalmente responsabile della trasmissione di cariche e della connessione al circuito esterno. Di solito viene realizzato evaporando uno strato di oro, argento o alluminio all'esterno dello strato di trasporto del foro per migliorare la conduttività dell'elettrodo.
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