Toshiba sản xuất pin mặt trời perovskite nhẹ với khả năng sản xuất hàng loạt cao gấp 50 lần
Hiệu suất chuyển đổi cũng linh hoạt và đạt giá trị cao trên diện rộng
Vào tháng 9 năm 2021, Toshiba đã đạt được hiệu suất chuyển đổi 15,1%, mức cao nhất đối với pin mặt trời perovskite diện tích lớn (PSC) hình thành trên đế dẻo
Pin mặt trời perovskite mới 24,15 cm x 29,10 cm (khoảng 703 cm2) của Toshiba (nguồn: Toshiba
Toshiba từ lâu đã sử dụng một công nghệ gọi là "phương pháp phủ mặt khum" giúp dễ dàng tạo thành một lớp màng đồng nhất trên bề mặt có diện tích lớn. Tuy nhiên, có hai vấn đề lớn. Đối với một, đó là một quá trình hai bước. Cụ thể, để tạo thành màng MAPbI3, là một lớp perovskite, tiền chất chì iodua (PbI2) được sử dụng và sau khi khô, mực methylammonium iodide (MAI) được sử dụng. Trong quá trình này, phản ứng giữa PbI2 và MAI thay đổi theo chiều dày của màng, và PbI2 và MAI không phản ứng đôi khi vẫn còn (Hình 1).
Hình 1 Thông lượng tăng 50 lần từ 2 lần lên 1 lần
Quy trình sản xuất truyền thống (a) và hiện tại (b) cho pin mặt trời perovskite của Toshiba. Thông thường, màng MAPbI3 được hình thành theo quy trình gồm hai bước, trong đó mực PbI2 được sử dụng trước, sau đó mực MAI được sử dụng sau khi sấy khô. Tuy nhiên, tốc độ phủ chậm từ 0,2m/phút trở xuống và phản ứng hóa học theo hướng độ dày không đồng đều, dẫn đến một số PbI2 và MAI không phản ứng. Lần này, bằng cách thay đổi quy trình từ đầu thành quy trình một bước áp dụng dung dịch hỗn hợp PbI2 và MAI, tốc độ ứng dụng đã trở thành 6 m/phút. Giả sử rằng thông lượng nhanh hơn 50 lần so với trước đây. Các đặc điểm cũng cải thiện giá trị hiện tại và hiệu suất chuyển đổi được cải thiện từ 14,1% lên 15,1% (c). (Nguồn: Toshiba)
Một vấn đề khác là tốc độ phủ chậm ở mức 0,2m/phút hoặc thấp hơn.
Mặt khác, lần này chúng tôi đã áp dụng phương pháp bôi mực hỗn hợp PbI2 và MAI một lần và phản ứng với nó. Đã có những ví dụ về việc sử dụng nó trong phương pháp phủ kéo sợi được sử dụng trong phòng thí nghiệm, nhưng đây là lần đầu tiên nó được sử dụng trong quy trình tạo màng giả định là sản xuất hàng loạt. Rất khó để kiểm soát sự tăng trưởng tinh thể của MAPbI3 trong khi vẫn duy trì tính đồng nhất. Tốc độ phủ nhanh nhất là 6m/phút, nhanh hơn 30 lần so với loại truyền thống. Hơn nữa, bằng cách thay đổi 2 bước thành 1 bước, người ta cho rằng thông lượng đã tăng hơn 50 lần.
Bằng cách giảm tính không đồng nhất theo hướng độ dày màng, hiệu suất chuyển đổi được cải thiện 1 điểm so với 14,1% thông thường.
