SKKU: перовскитные плёнки с эвтектикой дали солнечные элементы с КПД 26,5% и светодиоды с EQE 26,1%

Группа под руководством профессора Сон Сика Шина из Института передовых нанотехнологий SKKU при Сунгюнкванском университете совместно с Корейским научно-исследовательским институтом химической технологии, Калифорнийским университетом в Сан-Диего и Принстонским университетом получила тонкие плёнки галогенидного перовскита с пониженной плотностью дефектов. Работа опубликована в Science 8 октября 2026 года doi.orgSciencedoi.orgОткрыть источник ↗. Плёнки использовали и в солнечных элементах, и в светодиодах с одинаковой архитектурой устройства doi.orgSciencedoi.orgОткрыть источник ↗.

Дефекты на границах зёрен и на поверхности захватывают или уничтожают фотогенерированные носители заряда, что снижает эффективность и срок службы устройств. Чтобы ограничить их число, авторы изменили кристаллизацию перовскита, использовав эвтектическое взаимодействие добавок бромида цинка и хлорида метиламмония (MACl) doi.orgSciencedoi.orgОткрыть источник ↗.

Эвтектическая кристаллизация

Рентгеновская микроскопия с нанозондом показала локальное плавление эвтектики на границах зёрен при отжиге. Это уменьшило плотность структурных дефектов внутри зёрен doi.orgSciencedoi.orgОткрыть источник ↗. По данным исследовательской группы, плёнку нагревали примерно до 100°C, и смесь на границах зёрен превращалась в тонкий жидкий слой, в котором мелкие зёрна сливались в более крупные.

Отжиг также выровнял распределение галогенидов. Летучий MACl испарился, а цинк сегрегировал к границам зёрен doi.orgSciencedoi.orgОткрыть источник ↗.

Качество плёнок и результаты устройств

Полученные плёнки показали высокий квантовый выход фотолюминесценции, большое время спада носителей заряда и низкую скорость поверхностной рекомбинации doi.orgSciencedoi.orgОткрыть источник ↗. Авторы сообщили о времени жизни носителей около 295 μs и скорости поверхностной рекомбинации 0,3 cm/s, которую они сравнивают с лучшими значениями для пассивированного кремния.

Солнечные элементы с летучей эвтектикой достигли КПД 26,5%, сертифицированный показатель составил 25,9%. Перовскитные минимодули площадью более 15 квадратных сантиметров показали 23,9% doi.orgSciencedoi.orgОткрыть источник ↗. Элементы малой площади с дырочным транспортным слоем из поли[бис(4-фенил)(2,4,6-триметилфенил)амина] сохранили 85,8% от исходного КПД 24,1% после 1400 часов непрерывной работы при 85°C doi.orgSciencedoi.orgОткрыть источник ↗.

Светодиод, сделанный тем же подходом, достиг внешней квантовой эффективности 26,1% doi.orgSciencedoi.orgОткрыть источник ↗. Шин заявил, что процесс не требует дорогого специального оборудования. Соавтор Сонсик Нам сказал, что команда ожидает: результаты на больших площадях помогут коммерциализации перовскитных солнечных элементов.