Un gruppo di ricercatori guidati dall’Università di Roma Tor Vergata ha progettato una cella solare di perovskite per applicazioni in tandem con dispositivi fotovoltaici.
Come si legge in un articolo accademico pubblicato di recente, la cella utilizza strati tampone costituiti da ossidi di metalli di transizione (TMO) destinati a proteggere la cella durante lo sputtering dell’ossido di indio-stagno (ITO) nel processo di produzione della cella.
Gli scienziati hanno testato, in particolare, due diversi ossidi di metalli di transizione (TMO) evaporati – l’ossido di molibdeno (MoOx) e l’ossido di vanadio (V2Ox) – e hanno scoperto che il primo forniva le prestazioni migliori.
Lo strato tampone è stato testato in una cella costruita con un substrato di vetro e ossido di stagno drogato con fluoro (FTO), uno strato di trasporto di elettroni (ETL) basato su biossido di carbonio-titanio (C/TiO2) e un fotocatalizzatore contenente biossido di titanio mesoporoso (m-TiO2). Inoltre, il sistema comprendeva un assorbitore di perovskite, uno strato di trasporto di buchi (HTL) in poli-triarilammina (PTAA) e un elettrodo in ossido di indio-stagno (ITO).
Attraverso una serie di test, il team di ricerca ha scoperto che lo sputtering dell’ITO influisce rispettivamente sullo strato di PTAA e sulle sue interfacce con l’assorbitore di perovskite e l’elettrodo di ITO.
Il processo di deposizione dell’ITO è stato ottimizzato, bilanciando l’effetto del plasma UV e l’effetto del bombardamento ionico, e la completa soppressione del danno da sputtering è stata ottenuta con l’introduzione di un TMO evaporato in cima allo strato di PTAA”, affermano gli studiosi nel documento. “L’uso di strati protettivi tampone ultrasottili (2,5 nm per V2Ox o 7,5 nm per MoOx) ha mitigato efficacemente gli effetti del danno da sputtering”.
La cella fabbricata con lo strato tampone V2Ox ha raggiunto un’efficienza del 15,65%, mentre quella basata su MoOx ha raggiunto il 16,44%.
“Abbiamo dimostrato con successo che lo strato tampone protettivo è efficace nel sopprimere i danni da sputtering anche nelle celle solari più sottili a base di perovskite per applicazioni BIPV, senza compromettere la trasmittanza media visibile (AVT)”, si legge nel documento.
Il progetto della cella è presentato nell’articolo “Semitransparent Perovskite Solar Cells with Ultrathin Protective Buffer Layers”, pubblicato su ACS Publications.
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