Một chiến lược để tạo ra các màng perovskite dải tần hẹp (NBG) hiệu quả hơn cho các tế bào năng lượng mặt trời song song
Ảnh: Hình ảnh của một mô-đun năng lượng mặt trời song song tất cả perovskite. Nhà cung cấp: Xuezeng Dai, UNC.
Tất cả các pin mặt trời song song perovskite, pin mặt trời bao gồm perovskite dải rộng (WBG) và dải hẹp (NBG) xếp chồng lên nhau, có thể là giải pháp năng lượng đặc biệt hứa hẹn. So với các hệ thống quang điện hiện có khác, các tế bào này có thể đạt được hiệu suất năng lượng tốt đồng thời giảm đáng kể chi phí chế tạo.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Bắc Carolina tại Chapell Hill và Đại học Rochester gần đây đã phát minh ra một phương pháp hỗ trợ khí nóng mới có thể cải thiện việc chế tạo màng perovskite NBG cho pin mặt trời song song. Chiến lược này kết hợp với một vật liệu chống oxy hóa được thêm vào trong phim, cả hai đều được giới thiệu trong một bài báo đăng trên Nature Energy, có thể làm tăng thời gian tái tổ hợp hạt tải điện của pin mặt trời (tức là thời gian để các hạt mang điện tích thừa phân hủy) .
Jinsong Huang, một trong những nhà nghiên cứu: "Các tế bào năng lượng mặt trời perovskite song song tất cả các tế bào perovskite hứa hẹn làm giảm chi phí của các hệ thống quang điện, do tiềm năng đạt được hiệu suất cao hơn nhiều so với các đối tác đơn tiếp giáp của chúng, trong khi vẫn duy trì các quy trình chế tạo giải pháp". người đã thực hiện nghiên cứu, nói với TechXplore. "Ngoài ra, so với các mô-đun perovskite tiếp giáp đơn, việc áp dụng cấu trúc song song, có dòng quang nhỏ hơn nhiều nhưng hiệu điện thế cao hơn, cũng có thể làm giảm tốc độ hiệu quả giữa tế bào với mô-đun và do đó cho phép nhận ra hiệu suất mô-đun cao hơn cho các mô-đun được kết nối nguyên khối trong một loạt."
Trong tất cả các pin mặt trời song song perovskite, cả hai lớp perovskite WBG và NBG đều được lắng đọng bằng cách sử dụng một phương pháp gọi là lớp phủ phiến. Phủ lưỡi, còn được gọi là phủ dao hoặc phủ bóng bác sĩ, là một kỹ thuật phủ có thể mở rộng yêu cầu phủ một lượng dư thừa vật liệu phủ lên lớp nền và sau đó loại bỏ một số bằng cách sử dụng lưỡi dao, cho đến khi đạt được lớp phủ mong muốn.
Huang và các đồng nghiệp của ông đã nghĩ ra một chiến lược phủ lưỡi mới có thể đặc biệt thuận lợi cho việc chế tạo màng perovskite NBG. Ngược lại với các chiến lược thường được sử dụng khác, kỹ thuật của họ sử dụng khí nóng.
Huang cho biết: “Để tạo ra các màng perovskite NBG của chúng tôi, chúng tôi đã phát triển một chiến lược phủ phiến có hỗ trợ khí nóng để đạt được các màng chất lượng cao, diện tích lớn và dày. "Khí nóng làm tăng tốc độ làm khô các dung môi có nhiệt độ sôi cao để làm đông đặc màng ướt được tráng phủ, ngăn cản dòng dung dịch có kích thước cực nhỏ. và quan trọng hơn là chịu được sự tiếp xúc với không khí trong quá trình chế tạo mô-đun. "
Sử dụng phương pháp phủ phiến mới của họ, Huang và các đồng nghiệp của ông đã có thể ngăn chặn các quá trình bất lợi xảy ra trong quá trình phủ màng perovskite NBG của họ. Bộ phim thu được sau đó được sử dụng để tạo ra các tế bào năng lượng mặt trời song song tất cả perovskite với hiệu suất đáng kể là 21,6%, với diện tích khẩu độ 14,3 cm2, tương ứng với hiệu suất vùng hoạt động là 23%.
Huang cho biết thêm: “Phương pháp phủ lưỡi hỗ trợ bằng khí nóng sáng tạo của chúng tôi cho phép chế tạo thông lượng cao các màng NBG chất lượng cao, diện tích lớn cho các tế bào năng lượng mặt trời song song tất cả các perovskite. "Mặt khác, việc mở rộng quy mô các mô-đun năng lượng mặt trời song song tất cả perovskite là một thách thức do sự suy giảm của ô con có độ rộng vùng cấm hẹp trong quá trình xử lý mô-đun ở điều kiện xung quanh. Trong công việc này, chất khử BHC cho phép chế tạo mô-đun trong môi trường xung quanh, đó là một bước quan trọng để tiến tới công nghiệp hóa. "
Trong tương lai, công trình gần đây của nhóm các nhà nghiên cứu này có thể đóng góp vào quá trình công nghiệp hóa và mở rộng quy mô của các loại pin mặt trời song song all-perovskite hiệu quả với giá cả phải chăng hơn. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu dự định sử dụng phương pháp của họ để phát triển các mô-đun năng lượng mặt trời ổn định và hiệu quả hơn với diện tích bề mặt lớn hơn.
