فناوری جدایش آب برای کاهش رطوبت در سلول‌های خورشیدی پروسکایت
یکی از چالش‌های اصلی جامعه علمی و صنعت فتوولتاییک برای تجاری‌سازی سلول‌های خورشیدی پروسکایت، نیاز به بهبود پایداری این سلول‌ها در برابر رطوبت است. محافظت از لایه پروسکایت در برابر رطوبت برای جلوگیری از تشکیل آب اضافی روی لایه یک امر کلیدی است، زیرا می‌تواند به ساختار بلوری سلول آسیب برساند و بر عملکرد کلی تأثیر گذارد.
یک گروه بین‌المللی به سرپرستی دانشگاه پادووا در ایتالیا راه حلی برای این مشکل پیشنهاد کرده‌اند. آن‌ها لایه‌های آبگریز جدایش آب را با جاذب پروسکایت یک سلول استاندارد ادغام می‌کنند. این لایه‌های جانبی‌می توانند آب ورودی را به اکسیژن و هیدروژن تبدیل کنند.
آن‌ها از تیوسیانات مس (I) که یک پلیمر جامد سفید و مقاوم در برابر هوا، با شفافیت نوری بالا و رسانایی از نوع p است، برای ساختن ماده جدایش آب برای انتقال حفره در سلول خورشیدی استفاده کردند. به طور خاص، دانشمندان از نانوپلاکت‌های CuSCN بدون لیگاند استفاده کردند که در واقع پشته‌های کوتاهی به شکل ورقه‌های پلاکت هستند و از طریق سنتز هیدروترمال جریان مداوم تولید می‌شوند. مورد آخر یک فناوری فرآیندی در حال ظهور برای تولید نانومواد است، که اخیراً به دلیل سادگی و تطبیق‌پذیری آن در سنتز طیف وسیعی از نانومواد، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
ترکیب CuSCN بر روی یک حفره حامل پلیمری مانند پلی (3-هگزیلتیوفن) (P3HT) پراکنده شده و دانشمندان آن را به عنوان یک پلیمر کاملاً تثبیت شده، ارزان قیمت و آلی توصیف کردند.
با پراکندگی نانوذرات CuSCN در P3HT، یک HTM نانوکامپوزیتی تولید می‌شود. HTM در یک سلول استاندارد پروسکایت مبتنی بر اکسید قلع ایندیم (ITO)، اکسید قلع، پروسکایت، طلا و HTM ادغام شد. تماس مستقیم بین P3HT و نانوذرات CuSCN در HTM، انتقال بار بین اکسیژن جذب شده محلول و فیلم P3HT را بهبود می‌بخشد. به گفته گروه ایتالیایی، به لطف نانو پلاکت‌های CuSCN تعبیه شده در P3HT، بازدهی تبدیل فوتون به الکترون (IPCE) دستگاه فتوولتاییک بهبود یافته است. این امر با کاهش سطح انرژی لایه انتقال حفره باعث ایجاد تراز مناسب سطح انرژی شده است.
دانشمندان می‌گویند: «این فرآیند فیزیکی و شیمیایی بازدهی تبدیل توان را در سلول خورشیدی پروسکایت که به مدت یک ماه در فضای اشباع شده از آب نگهداری شده است، بیش از 9 درصد حفظ کرده است. هنگامی که آب در لایه‌های بالایی پراکنده می‌شود، برخی از حفره‌های برانگیخته فوراً آن را به اکسیژن مولکولی تبدیل می‌کنند، که به دلیل فاصله بسیار کم بین مراکز نانوذرات CuSCN و P3HT، با پلیمر نیمه‌رسانا را پیوند p برقرار می‌کند. به این ترتیب، مولکول‌های آب می‌توانند در محل تخریب شوند، در حالی که یکپارچگی لایه پروسکایت و در نتیجه، عملکرد سلول در مقابل تخریب شیمیایی نامطلوب حفظ شود.»