Um componente-chave da energia solar de próxima geração painéis pode ser criado sem métodos de fabricação caros e de alta temperatura, demonstrando um caminho para a fabricação em larga escala e baixo custo para aplicações comerciais.
Óxido de níquel (NiO) é usado como uma camada barata de transporte de buracos em células solares de perovskita devido às suas propriedades ópticas favoráveis e estabilidade a longo prazo.
Fazer filmes de NiO de alta qualidade para células solares geralmente requer um processo de tratamento intensivo de energia e alta temperatura chamado recozimento térmico, que não é apenas caro, mas também incompatível com substratos plásticos, até agora impedindo o uso de NiO na fabricação proposta de impressos fotovoltaica em escala comercial.
No entanto, pesquisadores do ARC Center of Excellence in Exciton Science, com sede na Monash University, identificaram uma maneira de criar filmes de NiO de qualidade suficiente em solução e em temperaturas relativamente baixas de menos de 150 graus Celsius.
Os pesquisadores, em colaboração com seus colegas da CSIRO, agência científica nacional da Austrália, usaram ácido 4-hidroxibenzoico (HBA) ou tetrafluoroborato de trimetiloxônio (Me3obf4) nanopartículas de NiO modificadas por ligante e um misturador microfluídico, que promove a mistura de alta pressão de líquidos de baixo volume, para distribuir as nanopartículas por igual antes de depositá-las no substrato.
O processo químico, desenvolvido em colaboração com a Australian National Fabrication Facility, pode contribuir para a fabricação escalonável de filmes inorgânicos e baratos de alto desempenho, capazes de serem usados na produção comercial de painéis solares flexíveis.
Os pesquisadores registraram eficiências de conversão de energia de 17.9% e 17.5%, respectivamente, em dispositivos de protótipo, em comparação com 16% para uma abordagem anterior comparável, que carecia das vantagens da troca de ligante e também exigia uma etapa de tratamento de plasma de oxigênio pós-processamento.
Significativamente, os novos dispositivos exibiram apenas uma redução de 0.2% na eficiência em um período de teste intensivo de 300 horas, fornecendo uma forte indicação de sua potencial adequação para aplicações comerciais.
O pesquisador disse: “Nosso trabalho mostra que o processamento em alta temperatura de materiais funcionais para células solares pode ser omitido usando formas fáceis de processamento. É uma etapa crucial para a comercialização de perovskita tecnologia. "