精密喷涂可以使太阳能电池能够具有更好的稳定性和性能

顺序喷雾沉积作物

(点击图片全视图。)研究人员已经开发出一种新的精密喷涂方法,称为连续喷雾沉积,可实现用于高级太阳能电池设计的多层钙钛矿吸收器,并且可以扩大批量生产。该技术可用于创建具有任意数量的层的佩罗夫斯库特架构。信誉:庞大大学汉卓罗斯,马达尔大学

新方法提供了制作多层钙钛矿太阳能电池的实用方法。

尽管佩罗夫斯基特是用于制造当今大部分太阳能电池的硅的有前途的替代方案,但需要新的制造工艺来使其成为商业生产的实用性。为了帮助填补这一差距,研究人员开发了一种新的精密喷涂方法,可实现更复杂的Perovskite太阳能电池设计,可以扩大批量生产。

Perovskites对下一代太阳能电池很有前途,因为它们吸收光并通过更好的效率和潜在的生产成本转换为能量而不是硅。佩罗夫斯基特甚至可以喷涂到玻璃上以产生能量产生的窗户。

“我们的工作展示了一个过程,可以通过层沉积普罗夫斯基茨层的过程,其中每层沉积的可控厚度和沉积率,”泰国科学学院的材料科学与创新学院的研究团队领导Pongsakorn Kanjoabos表示。“这种新方法使得具有更好的性能和稳定性的太阳能电池堆叠设计。”

在光学学会(OSA)期刊中光学材料表达,Kanjanaboos和同事描述了他们的新喷涂方法,称为连续喷雾沉积,并表明它可用于制造多层钙钛矿设计。在每层应用不同的钙钛矿材料可以允许定制设备的功能或满足特定性能和稳定性要求的能力。

一种更好的喷雾方法

Perovskites的一个优点是它们是解决方案可加工的,这意味着通过在低温下干燥液体钙钛矿成固体来制备太阳能电池。这种制造过程比制造传统的硅太阳能电池更容易,更便宜,这是一种需要非常高温并将固体材料切成晶片的过程。

Koth Amratisha和Pongsakorn Kanjanaboos

研究人员通过在不同的钙钛矿材料上沉积具有更高稳定性的钙钛矿材料来证明了该技术,具有更好的电气性能。在每层应用不同的钙钛矿材料可用于定制设备的功能或满足特定的性能和稳定性要求。纸是论文的第一个作者本科学生Koth Amratisha(左)和他的顾问庞大·卡贾罗斯(右)。信誉:庞大大学汉卓罗斯,马达尔大学

然而,通常用于使PEROVSKITE的溶液过程不允许多层设计,因为上层倾向于溶解已经干燥的下层。为了克服这一挑战,研究人员转向称为序列喷射沉积的过程,其中材料的微小液滴被施加到表面上。

在尝试不同的喷涂方法之后,它们发现在100°C的温度下工作。然后,它们优化了喷雾参数,以确保在与已经干燥的下层接触后立即干燥并结晶到固体钙钛矿中。

构建多层设备

“通过我们的喷涂过程,上层的溶液不会干扰构成第一层的固体膜,”Pongsakorn说。“可以通过精确控制每层的厚度和沉积率的精确控制,设计和创建具有任意数量的层的堆叠佩罗夫斯基钛矿架构的无限组合。”

研究人员通过在不同的钙钛矿材料上沉积具有高稳定性的钙钛矿材料来证明了该技术,具有更好的电气性能。这种双层半透明钙钛矿器件显示出明确的层,同时实现了高性能和良好的稳定性。

研究人员计划使用新方法,使多层佩洛斯库特设备具有新的功能和表现和稳定性的组合。

参考:通过Koth Amratisha,Jitprabhat Ponchai,Paphada Kaewurai,Pimsuwwan,Pimsuwan,Pimsuwan,Pimsuwwan,Pimsuwan,Pimsuwan,Pimsuwwan,Pimsuwwan,Pimsuwwan,Pimsuwwan,Pimsuwwan,Pimist Kumnorkaew,“佩洛克特的钙钛矿太阳能电池的层间喷涂器的堆积钙钛矿吸收器的堆积太阳能电池。Pipat Ruankham和Pongsakorn Kanjanaboos,6月3日2020年,光学材料表达
DOI:10.1364 / OME.391546

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