การพิมพ์เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite

อัปเดต: 17 ธันวาคม 2023

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายของการคาร์บอนเป็นกลาง การเปลี่ยนจากพลังงานฟอสซิลไปเป็นพลังงานทดแทนจึงเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ เทคโนโลยี ถือเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่โดดเด่นที่สุดแห่งหนึ่ง เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่ประมาณ 90% ของตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วโลกถูกครอบงำโดยเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน แม้ว่าราคาของแผงโซลาร์เซลล์ซิลิคอนจะลดลงทุกปี แต่ก็ถือเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ในการลดต้นทุนการผลิตลงอย่างมาก ดังนั้นเทคโนโลยีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ยุคหน้าจึงมีความต้องการวัสดุใหม่และเทคนิคใหม่ๆ อย่างเร่งด่วน เมื่อเร็วๆ นี้ เซลล์แสงอาทิตย์เมทัลฮาไลด์เพอรอฟสกี้ต์ (PSC) ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางจากทั้งสถาบันการศึกษาและอุตสาหกรรม เนื่องจากประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกที่ยอดเยี่ยมและศักยภาพทางการค้าที่ยอดเยี่ยม

วัสดุโลหะเฮไลด์เพอรอฟสไคต์สามารถสังเคราะห์ได้ง่ายในสารละลายที่อุณหภูมิต่ำและสะสมเป็นฟิล์มบางด้วยวิธีการพิมพ์ที่หลากหลาย เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีการเผยแพร่บทวิจารณ์มากมายในหัวข้อของเทคนิค/กลไกการทับถมของฟิล์ม perovskite เช่น วิศวกรรมตัวทำละลายและวิศวกรรมสารเติมแต่ง ในขณะที่การอภิปรายเกี่ยวกับวิศวกรรมหมึกสำหรับการพิมพ์ฟิล์ม perovskite คุณภาพสูงตลอดจนชั้นการทำงานอื่นๆ มีน้อย

มีภาพรวมอย่างเป็นระบบของเทคโนโลยีการพิมพ์ที่สามารถนำมาใช้สำหรับการขยายขนาด PSC ได้ วิศวกรรมหมึกเป็นปัญหาหลักในการทำให้ฟิล์มบางมีคุณภาพสูงสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นพวกเขาจึงมุ่งเน้นไปที่มุมมองของสูตรหมึกสารตั้งต้นของ perovskite และสารเติมแต่งในการควบคุมกระบวนการสร้างฟิล์มเป็นหลัก พวกเขาวิเคราะห์กลไกทางกายภาพและทางเคมีที่อาจเกิดขึ้นของกระบวนการนิวเคลียสและการตกผลึกระหว่างการพิมพ์ สำหรับสารเติมแต่งในการพิมพ์ PSC ผลกระทบของสารเติมแต่งสำหรับกระบวนการสร้างฟิล์ม โครงสร้างจุลภาคและจำนวนข้อบกพร่อง

นอกจากนี้ ยังนำเสนอความเป็นไปได้ทางเทคนิคในการพิมพ์เลเยอร์อื่นๆ นอกเหนือจาก perovskite รวมถึงชั้นการขนส่งรู (HTL) และชั้นการขนส่งอิเล็กตรอน (ETL) ซึ่งอาจช่วยให้สามารถผลิต PSC ได้อย่างรวดเร็วและเป็นจำนวนมาก ในที่สุด พวกเขาแนะนำความคืบหน้าล่าสุดของการพิมพ์แบบม้วนต่อม้วน (R2R) และปัญหาด้านความเสถียรของโมดูล perovskite และให้โอกาสในการผลิตจำนวนมากของโมดูลแสงอาทิตย์ perovskite ในอนาคตอันใกล้