Các nhà nghiên cứu từ Đại học ITMO , ở Nga và Đại học Rome Tor Vergata , ở Ý, đã phát triển một chất dán làm từ titanium dioxide (TiO 2 ) và các hạt nano silicon cộng hưởng mà họ tuyên bố có thể cải thiện sự hấp thụ ánh sáng trong pin mặt trời perovskite dựa trên methylammonium iốt chì (MAPbI 3 ) .

Các nhà khoa học đã tạo ra một lớp vận chuyển điện tử mê hoặc dựa trên các hạt nano silicon cộng hưởng quang học, sau đó được kết hợp vào TiO 2dán. Sergey Makarov, giáo sư tại trường vật lý và kỹ thuật ITMO, cho biết: “Những hạt như vậy đóng vai trò là nanoantennae - chúng bắt ánh sáng và nó cộng hưởng bên trong chúng. Và ánh sáng ở trong lớp hoạt tính càng lâu thì vật liệu càng bị hấp thụ nhiều hơn”.

Các hạt nano silicon có tính cộng hưởng Mie, có nghĩa là chúng có thể tạo ra cộng hưởng từ hoặc điện dựa trên các dòng dịch chuyển. “Nhờ hiệu ứng này, các hạt nano có thể khuếch đại các hiện tượng quang học khác nhau, bao gồm hấp thụ ánh sáng và bức xạ tự phát. Nói cách khác, chúng hoạt động như nanoantennae, ”các nhà nghiên cứu tuyên bố, lưu ý rằng việc đưa chúng vào tế bào sẽ cải thiện khả năng hấp thụ ánh sáng mà không làm giảm vật liệu hoạt động.

Trước khi sử dụng các hạt nano, các nhà nghiên cứu đã xem xét các đặc tính điện vật lý và quang học của tất cả các lớp và bản thân các hạt nano, đặc biệt là khi chúng tiếp xúc với bức xạ và điện áp bên ngoài. Sau đó, họ quyết định không áp dụng chúng vào lớp vận chuyển phía trên, điều này sẽ ngăn ánh sáng đến các hạt nano, vì nó sẽ bị hấp thụ bởi tất cả các lớp bên dưới, và đặt chúng, thông qua lớp phủ spin, ở lớp tiếp theo sau perovskite, mang chúng đến gần nguồn sáng hơn.

Nhóm Nga-Ý cho biết chất dán có thể được sử dụng với bất kỳ thành phần và kiến ​​trúc tế bào perovskite nào và nó chỉ làm tăng chi phí sản xuất 0,3%. “Việc dán có thể dễ dàng áp dụng với các phương pháp khác, không chỉ với lớp phủ quay. Nó là một sản phẩm phổ thông thô có thể được sử dụng trong các loại pin mặt trời khác, cũng như trong sản xuất các thiết bị khác nhau - bộ tách sóng quang, máy thu hoạch và quang điện tử ”.

Họ giải thích thêm. "Việc sản xuất như vậy cũng thân thiện với môi trường, vì chúng tôi không sử dụng bất kỳ vật liệu quý hiếm nào."

Tế bào được phát triển đạt hiệu suất chuyển đổi điện năng là 21,1%.