Pin mặt trời perovskite có thể in cuộn hoàn toàn đầu tiên
bởi Đại học Swansea
Cận cảnh một người trong nhóm đang cầm một mẫu của thiết bị được phủ hoàn toàn theo kiểu cuộn (R2R) mới. Ảnh: Đại học Swansea
Đại học Swansea đã thiết lập một công thức mực carbon chi phí thấp và có thể mở rộng quy mô, lần đầu tiên có khả năng mở ra tiềm năng sản xuất pin mặt trời perovskite ở quy mô lớn.
Sử dụng lớp phủ khuôn rãnh trong quy trình roll-to-roll (R2R), các học giả từ Trung tâm Kiến thức và Đổi mới CỤ THỂ tại Đại học Swansea đã thiết lập một cách để tạo ra quang điện perovskite (PV) "có thể in được hoàn toàn", một thuật ngữ thường được sử dụng nhưng cho đến khi bây giờ, không chính xác.
Nhóm đã tìm kiếm một giải pháp thay thế cho điện cực vàng thường được áp dụng bằng quy trình bay hơi chậm và tốn kém sau khi thiết bị được in.
Tiến sĩ David Beynon, cán bộ nghiên cứu cấp cao tại SPECIFIC, cho biết: "Điều quan trọng là xác định được hỗn hợp dung môi phù hợp, một hỗn hợp sẽ khô dưới dạng màng mà không làm tan lớp bên dưới.
"Phân tích nhiễu xạ tia X cho thấy mực điện cực carbon có khả năng này khi được pha chế bằng hệ dung môi trực giao. Lớp sáng tạo này có thể được áp dụng liên tục và tương thích với các lớp bên dưới ở nhiệt độ thấp và tốc độ cao."
Nghiên cứu đã được xuất bản trong Tài liệu nâng cao.
Trưởng nhóm nghiên cứu quang điện, Giáo sư Trystan Watson, cho biết: "Các tế bào năng lượng mặt trời perovskite cho thấy nhiều hứa hẹn trong việc hướng tới năng lượng sạch hơn, xanh hơn. Khả năng sản xuất một thiết bị hoạt động hoàn toàn trong dây chuyền giúp cho việc sản xuất số lượng lớn dễ dàng và tiết kiệm hơn và là một một bước tiến lớn đối với việc thương mại hóa chúng. Nó mở ra ý tưởng về quy trình sản xuất trong đó mực năng lượng mặt trời được thêm vào một đầu và pin mặt trời xuất hiện từ đầu kia."
Cận cảnh một mẫu của thiết bị được tráng hoàn toàn từ cuộn sang cuộn (R2R) mới. Ảnh: Đại học Swansea
Các thiết bị có điện cực carbon cung cấp hiệu suất quang điện tương tự như các điện cực vàng bay hơi thông thường, là một phần của thiết bị quy mô nhỏ trên đế thủy tinh cứng, với hiệu suất chuyển đổi năng lượng (PCE) là 13%–14% và các lợi ích bổ sung của hiệu suất vượt trội. ở nhiệt độ cao hơn và có sự ổn định lâu dài tốt hơn.
Thiết bị được phủ hoàn toàn R2R mới, được in trên đế dẻo dài 20 mét, tạo ra hiệu suất chuyển đổi năng lượng ổn định là 10,8%.
Tiến sĩ Ershad Parvazian, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại SPECIFIC, cho biết: "Phần quan trọng nhất của dự án này là phủ carbon hoàn toàn, R2R, một quy trình mới hoạt động với quang điện perovskite, giúp mở rộng quy mô dễ dàng hơn.
"Trong vài năm nay, hiệu quả của các thiết bị này ngày càng tăng, với kỳ vọng rằng chúng có thể được in hoàn chỉnh. Công trình này đã chứng minh điều đó."
Thế hệ pin mặt trời mới này đã được hưởng lợi đáng kể từ cấu trúc hợp tác độc đáo của những người tạo ra nó, một nhóm gồm các nhà hóa học, nhà khoa học vật liệu và kỹ sư của Đại học Swansea, tất cả đều có mặt tại chỗ.
Tiến sĩ David Beynon (Trái) và Tiến sĩ Ershad Parvazian (Phải) đang cầm một mẫu của thiết bị được phủ lớp phủ cuộn hoàn toàn (R2R) mới. Ảnh: Đại học Swansea
Chỉ trong bốn năm, phương pháp đổi mới này cho PV đã được thiết kế và thực hiện, được đánh giá và phân tích chi tiết, được điều chỉnh và cải tiến, giúp khả năng in và lắp đặt hàng triệu mét pin mặt trời trên toàn cầu trở nên gần hơn bao giờ hết.
Giáo sư Watson nói: "Thách thức tiếp theo trong PV in đối với chúng tôi tại Đại học Swansea là chứng minh cho mọi người thấy rằng những thứ này hoạt động.
"Để đạt được điều này, chúng tôi cần bắt đầu tạo ra thứ gì đó thực sự giống như tấm pin mặt trời. Sau đó, chúng tôi có thể lắp đặt chúng trên các tòa nhà và hiểu được chúng tôi đã tiến gần đến mức nào trong việc thực hiện lời hứa về sản xuất năng lượng tái tạo xanh có trụ sở tại Vương quốc Anh."
