Un componente chiave del solare di nuova generazione pannelli possono essere creati senza metodi di fabbricazione costosi e ad alta temperatura, dimostrando un percorso verso la produzione su larga scala e a basso costo per applicazioni commerciali.
Ossido di nichel (NiO) viene utilizzato come strato economico di trasporto delle lacune nelle celle solari di perovskite a causa delle sue proprietà ottiche favorevoli e della stabilità a lungo termine.
La produzione di pellicole NiO di alta qualità per celle solari di solito richiede un processo di trattamento ad alta intensità energetica e ad alta temperatura chiamato ricottura termica, che non è solo costoso, ma anche incompatibile con i substrati di plastica, fino ad ora precludendo l'uso di NiO nella produzione proposta di stampati. fotovoltaico su scala commerciale.
Tuttavia, i ricercatori dell'ARC Center of Excellence in Exciton Science, con sede presso la Monash University, hanno identificato un modo per creare film NiO di qualità sufficiente in soluzione ea temperature relativamente basse inferiori a 150 gradi Celsius.
I ricercatori, in collaborazione con i loro colleghi del CSIRO, l'agenzia scientifica nazionale australiana, hanno utilizzato acido 4-idrossibenzoico (HBA) o trimetilossonio tetrafluoroborato (Me3OBF4) nanoparticelle di NiO modificate con ligando e un miscelatore microfluidico, che promuove la miscelazione ad alta pressione di liquidi a basso volume, per distribuire uniformemente le nanoparticelle prima di depositarle sul substrato.
Il processo chimico, sviluppato in collaborazione con l'Australian National Fabrication Facility, potrebbe contribuire alla fabbricazione scalabile di film inorganici, economici e ad alte prestazioni in grado di essere utilizzati nella produzione commerciale di pannelli solari flessibili.
I ricercatori hanno registrato efficienze di conversione di potenza rispettivamente del 17.9% e del 17.5% nei dispositivi prototipo, rispetto al 16% di un precedente approccio comparabile, che non aveva i vantaggi dello scambio di ligandi e richiedeva anche una fase di trattamento ossigeno-plasma post-elaborazione.
Significativamente, i nuovi dispositivi hanno mostrato una riduzione dell'efficienza solo dello 0.2% in un intenso periodo di test di 300 ore, fornendo una forte indicazione della loro potenziale idoneità per applicazioni commerciali.
Il ricercatore ha affermato: "Il nostro lavoro mostra che l'elaborazione ad alta temperatura di materiali funzionali per le celle solari può essere omessa utilizzando metodi di elaborazione semplici. È un passaggio cruciale per la commercializzazione della perovskite la tecnologia. "