Một thành phần chính của năng lượng mặt trời thế hệ tiếp theo tấm có thể được tạo ra mà không cần đến các phương pháp chế tạo đắt tiền, ở nhiệt độ cao, thể hiện con đường dẫn đến sản xuất quy mô lớn, chi phí thấp cho các ứng dụng thương mại.
Niken oxit (NiO) được sử dụng làm lớp vận chuyển lỗ rẻ tiền trong pin mặt trời perovskite vì tính chất quang học thuận lợi và độ ổn định lâu dài của nó.
Sản xuất màng NiO chất lượng cao cho pin mặt trời thường đòi hỏi một quy trình xử lý nhiệt độ cao và tiêu tốn nhiều năng lượng được gọi là ủ nhiệt, không chỉ tốn kém mà còn không tương thích với chất nền nhựa, cho đến nay loại trừ việc sử dụng NiO trong sản xuất đề xuất in quang điện ở quy mô thương mại.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Xuất sắc về Khoa học Exciton của ARC, có trụ sở tại Đại học Monash, đã xác định được cách tạo ra màng NiO có đủ chất lượng trong dung dịch và ở nhiệt độ tương đối thấp dưới 150 độ C.
Các nhà nghiên cứu, phối hợp với các đồng nghiệp của họ tại CSIRO, cơ quan khoa học quốc gia của Úc, đã sử dụng axit 4-hydroxybenzoic (HBA) hoặc trimethyloxonium tetrafluoroborate (Me3OBF4) các hạt nano NiO được biến đổi phối tử và một máy trộn vi lỏng, thúc đẩy quá trình trộn áp suất cao của các chất lỏng thể tích thấp, để phân phối đồng đều các hạt nano trước khi lắng chúng trên chất nền.
Quy trình hóa học, được phát triển với sự hợp tác của Cơ sở Chế tạo Quốc gia Úc, có thể góp phần vào việc chế tạo các màng vô cơ và rẻ tiền, hiệu suất cao có thể được sử dụng trong sản xuất thương mại các tấm pin mặt trời linh hoạt.
Các nhà nghiên cứu đã ghi nhận hiệu suất chuyển đổi năng lượng lần lượt là 17.9% và 17.5% trong các thiết bị nguyên mẫu, so với 16% đối với phương pháp tương đương trước đây, vốn thiếu lợi thế của trao đổi phối tử và cũng yêu cầu bước xử lý oxy-plasma sau xử lý.
Đáng kể là, các thiết bị mới chỉ giảm 0.2% hiệu suất trong thời gian thử nghiệm chuyên sâu 300 giờ, cung cấp một dấu hiệu mạnh mẽ về khả năng phù hợp tiềm năng của chúng cho các ứng dụng thương mại.
Nhà nghiên cứu cho biết, “Công trình của chúng tôi cho thấy có thể bỏ qua quá trình xử lý ở nhiệt độ cao đối với các vật liệu chức năng cho pin mặt trời bằng cách sử dụng các phương pháp xử lý đơn giản. Đây là một bước quan trọng để thương mại hóa perovskite công nghệ".