Un élément clé du solaire de nouvelle génération panneaux peut être créé sans méthodes de fabrication coûteuses et à haute température, démontrant une voie vers une fabrication à grande échelle et à faible coût pour des applications commerciales.
Oxyde de nickel (NiO) est utilisée comme couche de transport de trous peu coûteuse dans les cellules solaires à pérovskite en raison de ses propriétés optiques favorables et de sa stabilité à long terme.
La fabrication de films NiO de haute qualité pour les cellules solaires nécessite généralement un procédé de traitement énergivore et à haute température appelé recuit thermique, qui est non seulement coûteux, mais également incompatible avec les substrats plastiques, excluant jusqu'à présent l'utilisation de NiO dans la fabrication proposée d'imprimés. photovoltaïque à l'échelle commerciale.
Cependant, des chercheurs du Centre d'excellence ARC en science Exciton, basé à l'Université Monash, ont identifié un moyen de créer des films NiO de qualité suffisante en solution et à des températures relativement basses de moins de 150 degrés Celsius.
Les chercheurs, en collaboration avec leurs collègues du CSIRO, l'agence scientifique nationale australienne, ont utilisé de l'acide 4-hydroxybenzoïque (HBA) ou du tétrafluoroborate de triméthyloxonium (Me3OBF4) des nanoparticules de NiO modifiées par un ligand et un mélangeur microfluidique, qui favorise le mélange à haute pression de liquides à faible volume, pour répartir uniformément les nanoparticules avant de les déposer sur le substrat.
Le procédé chimique, développé en collaboration avec l'Australian National Fabrication Facility, pourrait contribuer à la fabrication évolutive de films inorganiques et peu coûteux, de haute performance pouvant être utilisés dans la production commerciale de panneaux solaires flexibles.
Les chercheurs ont enregistré des rendements de conversion de puissance de 17.9 % et 17.5 % respectivement dans des dispositifs prototypes, contre 16 % pour une approche comparable précédente, qui manquait des avantages de l'échange de ligands et nécessitait également une étape de traitement post-traitement oxygène-plasma.
De manière significative, les nouveaux appareils n'ont présenté qu'une réduction de 0.2% de l'efficacité sur une période de test intensive de 300 heures, fournissant une forte indication de leur aptitude potentielle pour les applications commerciales.
Le chercheur a déclaré : « Notre travail montre que le traitement à haute température de matériaux fonctionnels pour les cellules solaires peut être omis en utilisant des méthodes de traitement faciles. C'est une étape cruciale pour la commercialisation de la pérovskite sans souci. »