ГЛАВНАЯ — ПЕРОВСКИТЫ
НАПРАВЛЕНИЕ · ПЕЧАТНЫЕ ТАНДЕМЫ
ПЕРОВСКИТ-КРЕМНИЕВЫЕ ТАНДЕМЫ
ERA GROUP × ИФХЭ РАН
Перовскит-кремниевый тандем — тонкоплёночная архитектура элемента
ПРЕДМЕТ
Технологии тандемных солнечных элементов «перовскит на текстурированном кремнии (HJT)»: верхний перовскитный элемент на текстурированном гетеропереходном кремниевом нижнем элементе.
КЛЮЧЕВЫЕ ТРЕКИ
Электроосаждённый PEDOT–фуллеренол
Бессольвентный дырочно-транспортный слой с плотной морфологией — альтернатива SAM на текстурированном HJT. Совместим со slot-die.
Супрамолекулярный буфер Sn/Ge
Выравнивание уровней и подавление реакций на 2T-интерфейсе между верхним и нижним элементами.
Многомеханизмный прогноз T80
In-situ EIS разделяет каналы деградации вместо одно-Ea экстраполяции Аррениуса. Привязка к ISOS-L2/D3.
Инкапсуляция PMHS/PDMS
Двухслойная полимерная защита, показанная при влажностном стрессе 80% RH (Baeva et al., 2023).
МЕТОДОЛОГИЯ T80
IN-SITU EIS
Одно-Ea T80 систематически врёт, когда в перовските одновременно идут несколько процессов. In-situ EIS снимает спектр импеданса во время стрессового старения и раскладывает деградацию на каналы, у каждого свой τ.
Почему Аррениус не работает
Экстраполяция T80 = f(exp(−Ea/kT)) предполагает один доминирующий механизм. В 2T-тандеме на текстурированном HJT параллельно идут миграция ионов, рекомбинация на интерфейсе верхнего элемента, дрейф контакта и коррозия электрода. Лабораторное «T80 > 20 000 ч» с одной Ea — методологический риск для пилотной сертификации.
Протокол
Прибор стареет по ISOS-L2 (засветка) и ISOS-D3 (влажное тепло). EIS снимается во время стресса, не после.
1 МГц → 10 мГц, смещение Voc или MPP. Высокая частота — Rs, средняя — интерфейс, низкая — ионы.
Rs — Rrec∥CPE — Rion(+W). Каждый элемент — дуга Найквиста, каждый — отдельный τ.
Траектории элементов во времени дают суперпозицию механизмов. Прогноз привязан к ISOS и IEC 62941.
Каналы, видимые в спектре
Последовательное сопротивление и коррозия электрода. Рост Rs убивает fill factor раньше, чем перовскит.
Рекомбинация на интерфейсе верхний элемент / дырочный транспорт. Главный убийца выхода после МВт-пилота.
Миграция галогенидов и гистерезис. Низкочастотный хвост (Warburg/Gerischer) растёт до падения PCE.
У каждого канала своя энергия активации. Их нельзя сложить в одну аррениусовскую прямую.
Два способа сказать «T80»
ISOS-L2 · ISOS-D3 · IEC 62941
Одна Ea, ускоренное старение, экстраполяция. Красивое число, которое прячет, какой механизм убьёт модуль в поле.
Несколько τ, спектр под нагрузкой, консервативная граница для сертификации. Прямо адресует деградацию 2T-интерфейса.
Методология направления — не отчёт промышленной линии. Полные протоколы и сырые спектры — по NDA.
НАУЧНАЯ БАЗА — ИФХЭ РАН
Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН — преемственность с 1929 года, школы Ребиндера и Дерягина. Полная цепочка «синтез — плёнка — прибор — характеризация».
Ядро направления фотоэлектрических материалов и приборов — группа Тамеева. Публикации в Nano Energy, Scientific Reports, Applied Physics Letters, J. Mater. Chem. C и других журналах.