Phương pháp phủ dung dịch một bước để thúc đẩy sản xuất và thương mại hóa pin mặt trời perovskite

Phương pháp phủ dung dịch một bước để thúc đẩy sản xuất và thương mại hóa pin mặt trời perovskite

    Pin mặt trời perovskite (PSC) được coi là ứng cử viên đầy triển vọng cho công nghệ quang điện thế hệ tiếp theo với hiệu suất cao và chi phí sản xuất thấp, có khả năng cách mạng hóa ngành năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, quy trình sản xuất từng lớp hiện có đưa ra những thách thức cản trở việc thương mại hóa công nghệ này.

    Phương pháp phủ dung dịch một bước để thúc đẩy sản xuất và thương mại hóa pin mặt trời perovskite

    Gần đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học Thành phố Hồng Kông (CityU) và Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) ở Hoa Kỳ đã cùng nhau phát triển một phương pháp phủ giải pháp một bước sáng tạo giúp đơn giản hóa quy trình sản xuất và hạ thấp các rào cản thương mại hóa đối với PSC . Các phát hiện đã được công bố trên tạp chí khoa học Năng lượng tự nhiên với tiêu đề "Sự đồng lắng đọng của chất hấp thụ và tiếp xúc chọn lọc lỗ để cải thiện khả năng xử lý của pin mặt trời perovskite ."

    "Việc giảm số lượng các bước xử lý thiết bị mà không làm giảm hiệu quả của thiết bị sẽ giúp giảm độ phức tạp của quy trình và chi phí sản xuất, điều này sẽ nâng cao khả năng sản xuất của các PSC", Tiến sĩ Zhu Zonglong, đồng trưởng nhóm nghiên cứu và là trợ lý giáo sư tại Đại học Y khoa, giải thích. khoa Hóa học TP.

    "Chúng tôi đã giải quyết vấn đề sản xuất bằng một phương pháp mới để đồng xử lý lớp tiếp xúc chọn lọc lỗ và lớp perovskite trong một bước duy nhất, mang lại hiệu quả tiên tiến là 24,5% và độ ổn định đặc biệt cho pin mặt trời perovskite đảo ngược. Điều này giúp đưa việc thương mại hóa công nghệ tiến một bước gần hơn," ông nói.

    Thông thường, các PSC được chế tạo bằng cách sử dụng quy trình từng lớp, bao gồm việc đặt tuần tự các lớp khác nhau của pin mặt trời lên nhau. Mặc dù phương pháp này đã thành công trong việc sản xuất pin mặt trời perovskite hiệu suất cao, nhưng nó gây ra các vấn đề có thể cản trở quá trình thương mại hóa chúng, chẳng hạn như tăng chi phí chế tạo, tính đồng nhất và khả năng tái sản xuất không đạt yêu cầu.

    Để cải thiện khả năng sản xuất của PSC, Tiến sĩ Zhu đã hợp tác với Tiến sĩ Joseph M. Luther, từ NREL, để cùng nhau phát minh ra một phương pháp mới để chế tạo pin mặt trời perovskite ngược hiệu quả , trong đó tiếp xúc chọn lọc lỗ và chất hấp thụ ánh sáng perovskite có thể hình thành một cách tự nhiên trong một quy trình phủ dung dịch duy nhất.

    Họ phát hiện ra rằng nếu axit phosphonic hoặc axit cacboxylic cụ thể được thêm vào dung dịch tiền chất perovskite, dung dịch sẽ tự lắp ráp trên chất nền oxit thiếc indi trong quá trình xử lý màng perovskite. Chúng tạo thành một lớp đơn lớp tự lắp ráp mạnh mẽ như một tiếp xúc chọn lọc lỗ tuyệt vời trong khi perovskite kết tinh. Quy trình phủ một giải pháp duy nhất này không chỉ giải quyết các vấn đề về độ ẩm mà còn đơn giản hóa việc chế tạo thiết bị bằng cách tạo đồng thời cả tiếp xúc chọn lọc lỗ và chất hấp thụ ánh sáng perovskite, thay vì quy trình từng lớp truyền thống.

    Thiết bị PSC mới được tạo ra có hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 24,5% và có thể giữ lại hơn 90% hiệu suất ban đầu ngay cả sau 1.200 giờ hoạt động ở điểm công suất tối đa dưới ánh sáng liên tục. Hiệu quả của nó tương đương với các PSC tương tự trên thị trường.

    Nhóm hợp tác cũng chỉ ra rằng phương pháp mới tương thích với các hệ thống phân tử đơn lớp tự lắp ráp khác nhau, các chế phẩm perovskite, dung môi và phương pháp xử lý có thể mở rộng, chẳng hạn như kỹ thuật phủ spin và phủ lưỡi. Và PSC được chế tạo theo phương pháp mới có hiệu suất tương đương với PSC được sản xuất từ ​​các phương pháp khác.

    Tiến sĩ Zhu cho biết: “Bằng cách giới thiệu phương pháp sáng tạo này, chúng tôi hy vọng sẽ đóng góp cho cộng đồng nghiên cứu perovskite bằng cách đề xuất một phương pháp đơn giản hơn để sản xuất pin mặt trời perovskite hiệu suất cao và có khả năng đẩy nhanh quá trình đưa chúng ra thị trường”.

    Nhóm nghiên cứu có kế hoạch khám phá thêm mối quan hệ giữa cấu trúc phân tử đơn lớp tự lắp ráp và tiền chất perovskite để xác định nhóm phân tử đơn lớp tự lắp ráp tối ưu cho kỹ thuật này, từ đó nâng cao hiệu suất tổng thể của PSC.

    Zalo
    Hotline