مكون رئيسي للجيل القادم من الطاقة الشمسية لوحات يمكن إنشاؤها بدون طرق تصنيع باهظة الثمن ذات درجات حرارة عالية ، مما يدل على مسار لتصنيع واسع النطاق ومنخفض التكلفة للتطبيقات التجارية.
أكسيد النيكل (بظاهرة) كطبقة نقل ثقب غير مكلفة في خلايا البيروفسكايت الشمسية بسبب خصائصها البصرية المفضلة واستقرارها على المدى الطويل.
عادة ما يتطلب صنع أغشية NiO عالية الجودة للخلايا الشمسية عملية معالجة مكثفة للطاقة ودرجة حرارة عالية تسمى التلدين الحراري ، وهي ليست مكلفة فحسب ، ولكنها أيضًا غير متوافقة مع الركائز البلاستيكية ، حتى الآن تمنع استخدام NiO في التصنيع المقترح للطباعة الخلايا الكهروضوئية على نطاق تجاري.
ومع ذلك ، فقد حدد الباحثون في مركز التميز ARC في Exciton Science ، ومقره جامعة موناش ، طريقة لإنشاء أفلام NiO بجودة كافية في المحلول وفي درجات حرارة منخفضة نسبيًا تقل عن 150 درجة مئوية.
استخدم الباحثون ، بالتعاون مع زملائهم في CSIRO ، وكالة العلوم الوطنية الأسترالية ، حمض 4-هيدروكسي بنزويك (HBA) أو ثلاثي ميثيلوكسونيوم رباعي فلورو بورات (Me3OBF4) جزيئات NiO المعدلة بواسطة ligand وخلاط ميكروفلويديك ، الذي يعزز خلط الضغط العالي للسوائل ذات الحجم المنخفض ، لتوزيع الجسيمات النانوية بالتساوي قبل ترسيبها على الركيزة.
يمكن أن تساهم العملية الكيميائية ، التي تم تطويرها بالتعاون مع مرفق التصنيع الوطني الأسترالي ، في تصنيع قابل للتطوير لأفلام غير عضوية وغير مكلفة وعالية الأداء يمكن استخدامها في الإنتاج التجاري للألواح الشمسية المرنة.
سجل الباحثون كفاءات تحويل الطاقة بنسبة 17.9٪ و 17.5٪ على التوالي في نماذج أولية للأجهزة ، مقارنة بـ 16٪ لطريقة مماثلة سابقة ، والتي كانت تفتقر إلى مزايا تبادل الترابط وتطلب أيضًا خطوة معالجة بلازما الأكسجين بعد المعالجة.
بشكل ملحوظ ، أظهرت الأجهزة الجديدة انخفاضًا بنسبة 0.2٪ في الكفاءة على مدار فترة اختبار مكثفة استمرت 300 ساعة ، مما يوفر مؤشرًا قويًا على ملاءمتها المحتملة للتطبيقات التجارية.
قال الباحث ، "يوضح عملنا أن المعالجة ذات درجة الحرارة العالية للمواد الوظيفية للخلايا الشمسية يمكن حذفها باستخدام طرق المعالجة السهلة. إنها خطوة حاسمة لتسويق البيروفسكايت التكنلوجيا".