Isang research team mula sa National University of Singapore ang nakabuo ng isang novel perovskite-organic tandem solar cell, na na-certify na makamit ang power conversion efficiency (PCE) na 26.4% sa loob ng 1 cm² active area—na nagtatakda ng bagong world record para sa mga naturang device. Ang mga natuklasan ay nai-publish sa pinakabagong isyu ng Kalikasan.

Binigyang-diin ng team na ang bagong binuo na tandem cell ay pinagsasama ang ultra-thinness at flexibility, na nagbibigay-daan sa hinaharap na direktang pagsasama sa AI-powered equipment tulad ng mga drone, smart textiles, at wearable device para makapagbigay ng malinis na enerhiya.

Breakthrough Innovation: Narrow-Bandgap Organic Absorber

Sa kaibuturan ng pag-unlad na ito ay ang pangunguna ng narrow-bandgap na organic absorber ng team. Gumagana bilang isang katumpakan na "photon trap," mahusay itong kumukuha ng mga photon sa malapit-infrared (NIR) na rehiyon, na matagumpay na nalampasan ang isang matagal nang teknikal na bottleneck sa thin-film tandem solar cell development.

Habang ang tunable bandgaps ng perovskite at organic semiconductor na materyales ay nag-aalok ng potensyal na malampasan ang teoretikal na mga limitasyon ng kahusayan, ang mababang NIR absorption ay patuloy na humahadlang sa pag-unlad.

Makabagong Disenyong Molekular

Upang matugunan ang hamon na ito, ang koponan ay gumawa ng isang walang simetrya na organic acceptor. Ang istrakturang ito ay hindi lamang nagpapalawak ng light-absorption range sa mga deep-NIR na rehiyon ngunit nagpapanatili din ng sapat na charge-separation driving force habang pinapagana ang mataas na ordered molecular alignment. Sa pamamagitan ng ultrafast spectroscopy at pagtatasa ng physics ng device, kinumpirma ng team na nakakamit ng disenyong ito ang mahusay na koleksyon ng singil na may kaunting pagkawala ng enerhiya.

Pagsasama at Pagganap ng Device

Sa pagsasagawa, isinalansan ng mga mananaliksik ang high-performance na organic subcell na ito na may nangungunang perovskite cell, na isinasama ang mga ito sa pamamagitan ng isang transparent na conductive oxide interlayer. Kabilang sa mga pangunahing resulta ang:

● 27.5% PCE para sa 0.05 cm² micro-device

● 26.7% PCE para sa karaniwang 1 cm² device

● 26.4% na independent certified na kahusayan para sa 1 cm² cell

Ang tagumpay na ito ay hindi lamang sinira ang perovskite-organic tandem record ngunit nalampasan din ang parehong laki ng perovskite-CIGS at single-junction perovskite cells.