Stampa di celle solari in perovskite

Aggiornamento: 17 dicembre 2023

Per raggiungere l’obiettivo della neutralità delle emissioni di carbonio è indispensabile una transizione dall’energia fossile alla produzione di energia rinnovabile. Fotovoltaico la tecnologia è considerata una delle più importanti fonti di energia rinnovabile. Per decenni, circa il 90% del mercato globale delle celle solari è stato dominato da celle solari al silicio. Sebbene il prezzo dei pannelli solari in silicio diminuisca di anno in anno, ridurre ulteriormente in modo significativo i costi di produzione rappresenta una grande sfida. Pertanto, le tecnologie fotovoltaiche di prossima generazione hanno urgente bisogno di nuovi materiali e nuove tecniche. Recentemente, le celle solari alla perovskite agli alogenuri metallici (PSC) hanno attirato grande attenzione sia da parte del mondo accademico che dell'industria, grazie alla loro eccellente efficienza di conversione fotoelettrica e al grande potenziale commerciale.

I materiali perovskite ad alogenuri metallici possono essere facilmente sintetizzati in soluzione a bassa temperatura e depositati in film sottili attraverso una varietà di metodi di stampa. Recentemente, sono state pubblicate molte recensioni sull'argomento delle tecniche/meccanismi di deposizione del film di perovskite, come l'ingegneria dei solventi e l'ingegneria degli additivi, mentre le discussioni sull'ingegneria dell'inchiostro per la stampa di film di perovskite di alta qualità e altri strati funzionali sono poche.

Esiste una panoramica sistematica delle tecnologie di stampa applicabili che possono essere eventualmente utilizzate per aumentare le dimensioni dei PSC L'ingegneria degli inchiostri è la questione chiave per ottenere film sottili di alta qualità per celle solari efficienti. Pertanto, si concentrano principalmente sulla prospettiva della formula dell'inchiostro precursore della perovskite e degli additivi sul controllo del processo di formazione del film. Analizzano i potenziali meccanismi fisici e chimici del processo di nucleazione e cristallizzazione durante la stampa. Per gli additivi nella stampa di PSC, l'effetto degli additivi per il processo di formazione del film, la microstruttura e la popolazione dei difetti.

Inoltre, presentano anche la fattibilità tecnica di stampare gli altri strati oltre perovskite strati, inclusi strati di trasporto di lacune (HTL) e strati di trasporto di elettroni (ETL), che potrebbero consentire una produzione rapida e di massa di PSC. Infine, introducono i recenti progressi della stampa roll-to-roll (R2R) e i problemi di stabilità dei moduli di perovskite e danno una prospettiva di produzione di massa di moduli solari di perovskite nel prossimo futuro.