Un componente clave de la energía solar de próxima generación paneles se puede crear sin métodos de fabricación costosos y de alta temperatura, lo que demuestra un camino hacia la fabricación a gran escala y de bajo costo para aplicaciones comerciales.
Óxido de níquel (NiO) se utiliza como una capa económica de transporte de huecos en células solares de perovskita debido a sus propiedades ópticas favorables y su estabilidad a largo plazo.
La fabricación de películas de NiO de alta calidad para células solares suele requerir un proceso de tratamiento intensivo en energía y de alta temperatura llamado recocido térmico, que no solo es costoso, sino que también es incompatible con los sustratos plásticos, hasta ahora excluyendo el uso de NiO en la fabricación propuesta de material impreso. fotovoltaica a escala comercial.
Sin embargo, los investigadores del Centro de Excelencia ARC en Ciencia Exciton, con sede en la Universidad de Monash, han identificado una forma de crear películas de NiO de calidad suficiente en solución y a temperaturas relativamente bajas de menos de 150 grados Celsius.
Los investigadores, en colaboración con sus colegas de CSIRO, la agencia científica nacional de Australia, utilizaron ácido 4-hidroxibenzoico (HBA) o tetrafluoroborato de trimetiloxonio (Me3OBF4) nanopartículas de NiO modificadas con ligando y un mezclador de microfluidos, que promueve la mezcla a alta presión de líquidos de bajo volumen, para distribuir las nanopartículas de manera uniforme antes de depositarlas sobre el sustrato.
El proceso químico, desarrollado en colaboración con la Instalación Nacional de Fabricación de Australia, podría contribuir a la fabricación escalable de películas inorgánicas y económicas de alto rendimiento que se pueden utilizar en la producción comercial de paneles solares flexibles.
Los investigadores han registrado eficiencias de conversión de energía del 17.9% y 17.5% respectivamente en dispositivos prototipo, en comparación con el 16% de un enfoque anterior comparable, que carecía de las ventajas del intercambio de ligando y también requería un paso de tratamiento de plasma-oxígeno posterior al procesamiento.
Significativamente, los nuevos dispositivos exhibieron solo una reducción del 0.2% en la eficiencia durante un período de prueba intensivo de 300 horas, lo que proporciona una fuerte indicación de su idoneidad potencial para aplicaciones comerciales.
El investigador dijo: “Nuestro trabajo muestra que el procesamiento a alta temperatura de materiales funcionales para células solares se puede omitir utilizando formas de procesamiento fáciles. Es un paso crucial para la comercialización de perovskita. la tecnología."