นักวิทยาศาสตร์จาก Nanyang Technological University ในสิงคโปร์และ Université Grenoble Alpes ในฝรั่งเศส ได้รวมเทคนิคการเคลือบผิวแบบ slot-die เข้ากับการดับก๊าซและการให้ความร้อนจากพื้นผิว เพื่อสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด Perovskite ที่มีพื้นที่ใช้งานมากกว่า 0.09 ซม.2 และประสิทธิภาพการแปลงกำลัง 18%
การชุบแข็งด้วยแก๊สใช้เป็นหลักในการชุบแข็งในเตาสุญญากาศ และการเคลือบแบบ slot-die เป็นกระบวนการที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ อยู่แล้ว หมึกถูกผลักผ่านช่องแคบขณะที่เคลื่อนผ่านวัสดุพิมพ์เพื่อสร้างฟิล์มต่อเนื่อง การให้ความร้อนกับพื้นผิวมักใช้ในกระบวนการสะสมเลเซอร์พัลซิ่ง (PLD)
เทคนิคเหล่านี้ ซึ่งนักวิจัยอธิบายว่าเป็น "กลยุทธ์การตกผลึกแบบเสริมฤทธิ์กัน" ที่รวมกันถูกนำมาใช้เพื่อเคลือบฟิล์มเพอร์รอฟสไกต์ที่ปราศจากเมทิลแอมโมเนียมที่มีความหนาประมาณ 500 นาโนเมตรเหนือ ดีบุกออกไซด์เจือฟลูออรีน (FTO) พื้นผิว 10 × 10 ซม.2 โดยไม่ต้องใช้ตัวทำละลายหรือสารเติมแต่ง
หมึกสารตั้งต้นของ perovskite ถูกเตรียมในกล่องหน้ารถที่เติมไนโตรเจนโดยการผสม ตะกั่ว (II) ไอโอไดด์ (พีบีไอฮิต) ฟอร์มามิดิเนียมไอโอไดด์ (FAI), ตะกั่ว (II) โบรไมด์ (พีบีอาร์2), และ ซีเซียมไอโอไดด์ (ซีเอสไอ).
“สารละลายถูกเก็บไว้ที่ 40 C แล้วคนข้ามคืนและย้ายไปยังระบบท่อ slot-die ในวันรุ่งขึ้น” นักวิทยาศาสตร์กล่าว “สำหรับเพอร์รอฟสไกต์ โมดูล การประดิษฐ์, P2 ทำการขีดเขียนด้วยCO2 เลเซอร์ที่มีกำลังปรับเพื่อกำจัดเฉพาะ perovskite และ ชั้นขนส่งรูs และคู่มือ P3 ขั้นตอนดำเนินการโดยการปิดบังเทป Kapton”
เซลล์มีเลย์เอาต์ 'ni-p' และประกอบด้วย ดีบุกออกไซด์เจือฟลูออรีน (FTO) พื้นผิว a ดีบุก(IV) ออกไซด์ (SnO2) ชั้นฟิล์ม perovskite ชั้นที่ทำจากทองคำ (Au) นอกจากนี้ยังมีชั้นปิดรูสปิโร-OMeTAD ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้เป็นวัสดุขนส่งรูสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดย้อมติดโซลิดสเตตและอุปกรณ์เพอร์รอฟสไกต์
เซลล์แสงอาทิตย์ที่เคลือบแบบ slot-die ที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดมีประสิทธิภาพ 18.03% ซึ่งเป็นเซลล์เปิดวงจรไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า 1024 mV ปัจจัยเติม 78.6% และความหนาแน่นกระแสไฟลัดวงจร 22.4 mA ซม.-2.
“ความสามารถในการทำซ้ำประสิทธิภาพของอุปกรณ์ได้รับการประเมินโดยการสร้างอุปกรณ์ 30 ชิ้นจากพื้นผิวเดียวกัน” นักวิชาการกล่าว พร้อมเสริมว่าประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 16.35%
พวกเขาอธิบายเซลล์และกระบวนการผลิตที่เกี่ยวข้องใน “เพอรอฟสไกต์ที่เคลือบด้วยเมทิลแอมโมเนียมแบบ slot-die โซลา เซลล์ที่มีประสิทธิภาพ 18%” ซึ่งเพิ่งเผยแพร่ใน วัสดุพลังงานแสงอาทิตย์และเซลล์แสงอาทิตย์.
"งานนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับหน้าต่างการประมวลผลสำหรับการเคลือบ perovskite meniscus และปูทางไปสู่การประมวลผลขนาดใหญ่ของ perovskites ที่ปราศจาก MA” นักวิจัยกล่าว