Pasukan penyelidik dari Universiti Nasional Singapura telah membangunkan sel solar tandem perovskite-organik novel, diperakui untuk mencapai kecekapan penukaran kuasa (PCE) sebanyak 26.4% dalam kawasan aktif 1 cm2—mencapai rekod dunia baharu untuk peranti sedemikian. Penemuan itu diterbitkan dalam terbitan terbaru Nature.

Pasukan itu menekankan bahawa sel tandem yang baru dibangunkan menggabungkan ultra-nipis dan fleksibiliti, membolehkan penyepaduan langsung masa hadapan ke dalam peralatan berkuasa AI seperti dron, tekstil pintar dan peranti boleh pakai untuk membekalkan tenaga bersih.

Inovasi Terobosan: Penyerap Organik Celah Jalur Sempit

Pada teras kemajuan ini terletak penyerap organik jurang jalur sempit perintis pasukan. Berfungsi sebagai "perangkap foton" ketepatan, ia menangkap foton dalam kawasan inframerah-dekat (NIR) dengan cekap, berjaya mengatasi kesesakan teknikal yang telah lama wujud dalam pembangunan sel suria selari filem nipis.

Walaupun celah jalur bagi bahan semikonduktor perovskit dan organik menawarkan potensi untuk melepasi had kecekapan teori, penyerapan NIR yang rendah telah menghalang kemajuan secara berterusan.

Reka Bentuk Molekul Inovatif

Untuk menangani cabaran ini, pasukan itu mencipta penerima organik asimetri. Struktur ini bukan sahaja memanjangkan julat penyerapan cahaya ke kawasan NIR dalam tetapi juga mengekalkan daya penggerak pemisahan cas yang mencukupi sambil mendayakan penjajaran molekul yang sangat teratur. Melalui spektroskopi ultrafast dan analisis fizik peranti, pasukan mengesahkan bahawa reka bentuk ini mencapai kutipan cas yang cekap dengan kehilangan tenaga yang minimum.

Penyepaduan dan Prestasi Peranti

Dalam praktiknya, para penyelidik menyusun subsel organik berprestasi tinggi ini dengan sel perovskit teratas, menyepadukannya melalui interlayer oksida konduktif yang telus. Keputusan utama termasuk:

● 27.5% PCE untuk peranti mikro 0.05 cm2

● 26.7% PCE untuk peranti standard 1 cm2

● 26.4% kecekapan diperakui secara bebas untuk sel 1 cm2

Pencapaian ini bukan sahaja memecahkan rekod tandem perovskite-organik tetapi juga mengatasi prestasi sel perovskite-CIGS bersaiz sama dan perovskite simpang tunggal.