シンガポールの南洋理工大学とフランスのグルノーブル アルプス大学の科学者は、スロット ダイ コーティング技術とガス冷却および基板加熱を組み合わせて、0.09 cm を超えるアクティブ エリアを持つペロブスカイト太陽電池を製造しました。2 電力変換効率は18％です。
ガス焼入れは主に真空炉での硬化に関連して使用され、スロットダイコーティングはさまざまな業界ですでに使用されているプロセスです。 インクは、基板を横切って移動するときに狭いスロットに押し込まれ、連続膜を形成します。 基板加熱は、パルスレーザー蒸着 (PLD) プロセスで一般的に適用されます。
研究者が組み合わせた「相乗的結晶化戦略」として説明したこれらの技術は、メチルアンモニウムを含まないペロブスカイト膜を約500nmの厚さでコーティングするために使用されました。 フッ素ドープ酸化スズ（FTO） 10×10cmの基板2 溶剤や添加物を使用せずに。
ペロブスカイト前駆体インクは、窒素を充填したグローブボックス内で混合することにより調製しました。 ヨウ化鉛（II） （PbI2） ヨウ化ホルムアミジニウム（FAI）, 臭化鉛（II） （PbBr2）、及び ヨウ化セシウム (CsI)。
「溶液を一晩撹拌しながら40℃に保ち、翌日スロットダイチューブシステムに移した」と科学者らは述べた。 「ペロブスカイトについては、 モジュール 製造、P2 スクライビングはCOで実行されました2 特にペロブスカイトと 正孔輸送層sとマニュアルP3 ステップはカプトンテープマスキングによって実行されました。」
セルには「ni-p」レイアウトがあり、 フッ素ドープ酸化スズ（FTO） 基板、 錫（IV）酸化物 （SnO2）層、ペロブスカイト膜、金（Au）でできた層。 また、スピロ-OMeTADホールブロッキング層があり、これは通常、固体色素増感太陽電池やペロブスカイトデバイスの正孔輸送材料として使用されます。
最高のパフォーマンスを発揮するスロットダイコーティング太陽電池は、18.03% の効率を示しました。回路 電圧1024mV、曲線因子78.6％、短絡電流密度22.4 mA cm-2.
「デバイスの性能再現性は、同じ基板から30個のデバイスを製造することによって評価されました」と学者は述べ、平均効率は16.35％であると付け加えました。
彼らはセルと関連する製造プロセスを「スロットダイコーティングされたメチルアンモニウムフリーのペロブスカイト 太陽 18% の効率を持つセル」、最近発表された 太陽エネルギー材料と太陽電池.
「この研究は、ペロブスカイトメニスカスコーティングの処理ウィンドウへの洞察を提供し、MAフリーのペロブスカイトの大規模処理への道を開きます」と研究者は述べています。