طباعة خلايا بيروفسكايت الشمسية

التحديث: 17 ديسمبر 2023

ولتحقيق هدف الحياد الكربوني، لا غنى عن الانتقال من الطاقة الأحفورية إلى توليد الطاقة المتجددة. الكهروضوئية التكنلوجيا تعتبر من أبرز مصادر الطاقة المتجددة. لعقود من الزمن، سيطرت خلايا السيليكون الشمسية على حوالي 90% من سوق الخلايا الشمسية العالمية. على الرغم من أن سعر الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون يتناقص عامًا بعد عام، إلا أنه يمثل تحديًا كبيرًا يتمثل في تقليل تكلفة تصنيعها بشكل كبير. ومن ثم، فإن تقنيات الجيل القادم من الخلايا الكهروضوئية في حاجة ماسة إلى مواد جديدة وتقنيات جديدة. في الآونة الأخيرة، اجتذبت الخلايا الشمسية البيروفسكايت الهاليدية المعدنية (PSCs) اهتمامًا واسع النطاق من كل من الأوساط الأكاديمية والصناعة، نظرًا لكفاءتها الممتازة في التحويل الكهروضوئي وإمكاناتها التجارية الكبيرة.

يمكن تصنيع مواد الهاليد البيروفسكايت المعدني بسهولة في محلول عند درجة حرارة منخفضة وترسيبها في غشاء رقيق من خلال مجموعة متنوعة من طرق الطباعة. في الآونة الأخيرة ، تم نشر العديد من المراجعات حول موضوع تقنيات / آليات ترسيب فيلم البيروفسكايت ، مثل هندسة المذيبات وهندسة المواد المضافة ، في حين أن المناقشات حول هندسة الحبر لطباعة أفلام البيروفسكايت عالية الجودة بالإضافة إلى طبقات الوظائف الأخرى قليلة.

هناك نظرة عامة منهجية لتقنيات الطباعة القابلة للتطبيق التي يمكن استخدامها لتوسيع نطاق PSCs. هندسة الحبر هي القضية الرئيسية لتحقيق أغشية رقيقة عالية الجودة لخلايا شمسية فعالة. لذلك ، فإنهم يركزون بشكل أساسي على منظور صيغة حبر سلائف البيروفسكايت والمواد المضافة للتحكم في عملية تكوين الفيلم. يحللون الآليات الفيزيائية والكيميائية المحتملة لعملية التنوي والبلورة أثناء الطباعة. بالنسبة للإضافات في طباعة PSCs ، تأثير المواد المضافة لعملية تكوين الفيلم ، والبنية المجهرية ومجموعة العيوب.

علاوة على ذلك ، يعرضون أيضًا الجدوى الفنية لطباعة الطبقات الأخرى إلى جانب ذلك perovskite الطبقات ، بما في ذلك طبقات نقل الثقوب (HTL) وطبقات نقل الإلكترون (ETL) ، والتي قد تتيح الإنتاج السريع والكميلي لـ PSCs. أخيرًا ، قدموا التقدم الأخير في طباعة لفة إلى لفة (R2R) وقضايا استقرار وحدات البيروفسكايت ، وإعطاء احتمالية للإنتاج الضخم للوحدات الشمسية البيروفسكايت في المستقبل القريب.