Des scientifiques de l'Université technologique de Nanyang à Singapour et de l'Université Grenoble Alpes en France ont combiné une technique de revêtement par filière à fente avec une trempe au gaz et un chauffage du substrat pour fabriquer une cellule solaire en pérovskite avec une surface active de plus de 0.09 cm.2 et une efficacité de conversion de puissance de 18%.
La trempe au gaz est principalement utilisée en relation avec le durcissement dans les fours à vide et le revêtement par filière à fente est un processus déjà utilisé dans diverses industries. L'encre est poussée à travers une fente étroite lorsqu'elle se déplace sur un substrat pour former un film continu. Le chauffage du substrat est couramment appliqué dans le processus de dépôt laser pulsé (PLD).
Ces techniques, que les chercheurs ont décrites comme une «stratégie de cristallisation synergique» combinée, ont été utilisées pour revêtir un film de pérovskite sans méthylammonium d'une épaisseur d'environ 500 nm sur un oxyde d'étain dopé au fluor (FTO) substrat de 10 × 10 cm2 sans l'utilisation de solvants ou d'additifs.
L'encre précurseur de pérovskite a été préparée dans une boîte à gants remplie d'azote en mélangeant iodure de plomb (II) (PbI2) iodure de formamidinium (FAI), bromure de plomb (II) (PbBr2), Et iodure de césium (Csi).
"La solution a été maintenue à 40 °C sous agitation pendant la nuit et transférée dans le système de tubes à fentes le lendemain", ont indiqué les scientifiques. "Pour la pérovskite module fabrication, P2 le tracé a été effectué avec un CO2 laser avec une puissance ajustée pour éliminer spécifiquement la pérovskite et la couche de transport de trouss et un manuel P3 étape a été réalisée par le masquage de bande Kapton. »
La cellule a une disposition `` ni-p '' et est composée du oxyde d'étain dopé au fluor (FTO) substrat, un Étain(IV) oxyde (SnO2), le film de pérovskite, une couche en or (Au). Il possède également une couche de blocage de trous spiro-OMeTAD, qui est généralement utilisée comme matériau de transport de trous pour les cellules solaires à colorant à l'état solide et les dispositifs à pérovskite.
La cellule solaire enduite à fente la plus performante a montré une efficacité de 18.03%, unecircuit tension de 1024 mV, facteur de remplissage de 78.6% et densité de courant de court-circuit de 22.4 mA cm-2.
«La reproductibilité des performances de l'appareil a été évaluée en fabriquant 30 appareils à partir du même substrat», ont déclaré les universitaires, ajoutant que leur efficacité moyenne était de 16.35%.
Ils ont décrit la cellule et le processus de production associé dans «pérovskite sans méthylammonium enduit de matrice solaire cellules avec une efficacité de 18% », qui a été récemment publiée dans Matériaux d'énergie solaire et cellules solaires.
"Ce travail donne un aperçu de la fenêtre de traitement pour le revêtement du ménisque de pérovskite et ouvre la voie au traitement à grande échelle des pérovskites sans MA », ont déclaré les chercheurs.