Kaedah Kos Rendah untuk Membuat Sel Suria Perovskite yang Efisien dan Stabil pada Skala Komersial

Kemas kini: 9 Disember 2023

Komponen utama solar generasi akan datang panel boleh dibuat tanpa kaedah fabrikasi suhu tinggi yang mahal, menunjukkan jalan menuju pembuatan berskala besar dan murah untuk aplikasi komersial.

Nikel oksida (NiO) digunakan sebagai lapisan pengangkutan lubang yang murah dalam sel suria perovskit kerana sifat optiknya yang menggalakkan dan kestabilan jangka panjang.

Membuat filem NiO berkualiti tinggi untuk sel suria biasanya memerlukan proses rawatan intensif tenaga dan suhu tinggi yang disebut penyepuhlindapan termal, yang tidak hanya mahal, tetapi juga tidak sesuai dengan substrat plastik, hingga sekarang menghalangi penggunaan NiO dalam cadangan pembuatan cetakan fotovoltaik pada skala komersial.

Walau bagaimanapun, para penyelidik di Pusat Kecemerlangan ARC dalam Sains Exciton, yang berpusat di Monash University, telah mengenal pasti cara untuk membuat filem NiO dengan kualiti yang mencukupi dalam larutan dan pada suhu yang agak rendah kurang dari 150 darjah Celsius.

Para penyelidik, dengan kerjasama rakan mereka di CSIRO, agensi sains kebangsaan Australia, menggunakan asid 4-hidroksibenzoik (HBA) atau trimethyloxonium tetrafluoroborate (Saya3OBF4nanopartikel NiO yang diubahsuai dengan ligan dan pengadun mikrofluidik, yang mempromosikan pencampuran tekanan tinggi cecair isi padu rendah, untuk mengedarkan partikel nano secara merata sebelum meletakkannya di substrat.

Proses kimia, yang dikembangkan bekerjasama dengan Australian National Fabrication Facility, dapat menyumbang kepada fabrikasi filem berprestasi tinggi yang tidak organik dan murah yang dapat digunakan dalam pengeluaran komersial panel solar yang fleksibel.

Para penyelidik telah mencatatkan kecekapan penukaran kuasa masing-masing 17.9% dan 17.5% pada peranti prototaip, berbanding 16% untuk pendekatan sebanding sebelumnya, yang tidak mempunyai kelebihan pertukaran ligan dan juga memerlukan langkah rawatan oksigen-plasma pasca pemprosesan.

Secara ketara, peranti baru menunjukkan pengurangan kecekapan hanya 0.2% dalam tempoh ujian 300 jam yang intensif, memberikan petunjuk kuat mengenai kesesuaian potensi mereka untuk aplikasi komersial.

Penyelidik berkata, "Hasil kerja kami menunjukkan bahawa pemprosesan suhu tinggi bahan fungsional untuk sel suria dapat dihilangkan dengan menggunakan cara pemrosesan fasil. Ini adalah langkah penting untuk pengkomersialan perovskite teknologi"