چاپ پروسکایت‌ها در مقیاس صنعتی

دانشمندان در آلمان فرآیندهای چاپ سلول‎های خورشیدی پروسکایت را مورد بررسی قرار دادند و برخی از نتایج مهم را برای توسعه جوهرهای مناسب برای لایه‌نشانی سلول‎های پروسکایت بر روی یک بستر، به دست آوردند.
 چاپ پروسکایت‌ها در مقیاس صنعتی

در حالی که تحقیقات در مورد سلول‌های خورشیدی پروسکایت در سال‌های اخیر پیشرفت چشم‌گیری داشته است، بسیاری از دستاوردها ابعادی کمتر از یک سانتی‌مترمربع دارند، و با استفاده از فرآیندهایی در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده‌اند.

یکی از زمینه‌های تحقیق، تبدیل این دستاوردها از مقیاس آزمایشگاهی به تولید انبوه است که چالش‌های زیادی در مسیر خود دارد. بدین منظور استفاده از فرایندهای مانند و چاپ جوهرافشان پیشنهاد می‌شود. این گزینه و بسیاری از گزینه‌های دیگر شامل ایجاد یک ماده «جوهر» حاوی حلال‌ها و پیش‌ماده‌هاست که روی یک بستر لایه‌نشانی می‌شوند و پس از تبخیر حلال‌ها ساختار بلوری پروسکایت را ایجاد می‌کند.

درک چگونگی تأثیر ترکیب جوهر بر روند تبخیر و خصوصیات فیلم بلوری، در افزایش مقیاس تولید سلول خورشیدی پروسکایت امری حیاتی است. در حالی که در تحقیقات قبلی گام‌های بزرگی در جهت ایجاد بهترین پیش‌ماده‌ها برای پروسکایت برداشته شده است، تحقیقات در مورد ترکیب حلال و سازه‌های جوهر برای تولید در مقیاس بزرگ در مراحل اولیه است.

این امر، موضوع تحقیقات جدید دانشمندان مرکز Helmholtz Zentrum (HZB) برلین است. این گروه مهم‌ترین خصوصیات جوهرها، یعنی فرآیند تبلور را بررسی کردند، که عملکرد پروسکایت را پس از تبخیر و تبلور، تعیین خواهند کرد. محققان اظهار داشتند: «نقش پیچیده حلال‌ها در پیش‌ماده جوهرهای پروسکایت ترکیبی در ساختار فاز میانی و سینتیک تشکیل فیلم هنوز به خوبی درک نشده است. درک متقابل بین قدرت هماهنگی یک حلال و میزان تبخیر محلول‌های پیش‌ماده، پیشبینی تشکیل فازهای حلال واسطه پروسکایت‌های ترکیبی غالب و سینتیک حلال‌های مخلوط را امکان پذیر می‌سازد.»

تحقیقات آن‌ها به طور کامل در مقاله «تبلور پروسکایت ترکیبی از مخلوط‌های حلال باینری: اثر متقابل سرعت تبخیر و استحکام اتصال حلال‌ها» درمجله Material Advances منتشر شده است. بر اساس این تحفبفات خصوصیات رئولوژیکی، میزان تبخیر و تشکیل فازهای میانی به عنوان مهمترین عوامل کنترل برای حلال شناخته می‌شوند.

اولکساندرا شارگایوا، نویسنده اصلی مقاله، توضیح می‌دهد: «در مخلوط حلال‌ها، فرایند تبخیر وابسته به فرارترین عامل است که سریعتر تبخیر می‌شود و این باعث تغییر نسبت حلال‌های موجود در هنگام تبلور می‌شود. مکانیزم تشکیل عمیقاً به سرعت تبخیر حلال‌ها و قدرت اتصال به سرب- هالید بستگی دارد.»

شارگایوا با توجه به دستاوردهای این تحقیق، می‌گوید که این گروه باید بر اساس ترکیب مواد موجود در جوهر، پیشبینی کند که چگونه لایه‌نازک بلوری ایجاد می‌شود. و این به نوبه خود باید به طراحی جوهرهای مناسب برای طیف وسیعی از فرآیندهای تولیدی مختلفی که برای تولید سلول پروسکایت سه بعدی استفاده می‌شوند، کمک کند. اوا اونگر، سرپرست گروه محققان HZB می‌گوید: «هنوز هم دانش سیستماتیک در هنگام مقیاس‌گذاری مناطق صنعتی به اندازه مقیاس آزمایشگاهی وجود ندارد. با این نتایج ما راه را برای طراحی جوهر فراهم می‌کنیم تا تولید در مقیاس صنعتی لایه‌نازک پروسکایت با کیفیت بالا امکان پذیر شود.»

 

ثبت رکوردی جدید در سلول خورشیدی

ثبت رکوردی جدید در سلول خورشیدی تاندم بر پایه سلول خورشیدی انعطاف‌پذیر CIGS

با همکاری شرکت آمریکایی MiaSolé Hi-Tech Corp و شرکت اروپایی Solliance Solar Research بازده تبدیل نیرو ۲۶.۵ درصدی در یک سلول خورشیدی تاندم ایجاد شد. این معماری ترکیبی از دو فناوری سلول خورشیدی با فیلم نازک است: یک سلول خورشیدی پروسکایت نیمه شفاف سخ...