تجاری‌سازی سلول‌های خورشیدی پروسکایت

تجاری‌سازی سلول‌های خورشیدی پروسکایت با اعمال تغییرات در فرمولاسیون جوهر پروسکایت توسط افزودن یک سورفکتانت خاص و به کمک روش پوشش‌دهی Slot Die انجام شد .

تغییر در فرمولاسیون جوهر می‌تواند تولیدات سلول‌های خورشیدی پروسکایت ( Perovskite solar cells ( PSCs ) ) را از مقیاس آزمایشگاهی به مقیاس صنعتی سوق دهد و آن‌ها را به محصولات تجاری موفق تبدیل کند .

چرا به تجاری‌سازی سلول‌های خورشیدی پروسکایت نیازمندیم ؟

Anand Subbiah بعنوان یک Postdoc در آزمایشگاه Stefaan De Wolf’s بیان کرد : ” PSCها در دهه گذشته در مقیاس آزمایشگاهی مزایای زیادی را از خود نشان دادند ” . وی افزود : ” بعنوان یک جامعه ما نیاز داریم تا بررسی پایداری و مقیاس پذیری فناوری PSC را آغاز کنیم ” .

PSCهای تولید شده در آزمایشگاه معمولا به روش پوشش دهی چرخشی ( Spin – coating ) ساخته می‌شوند و بنابراین برای تولید انبوه مناسب نیستند . در مقابل ، پوشش دهی Slot Die حدود ۷۰ سال است که بعنوان یک روش ساخت مورد استفاده در صنعت بکار برده می‌شود . Subbiah در مورد پوشش دهی Slot Die بیان کرد : ” این فرآیند بطور پیوسته و دقیق جوهر را از طریق یک شکاف باریک به زیرلایه منتقل می‌کند تا یک فیلم پیوسته تشکیل شود ” . برای تولید PSCهای پوشش دهی شده با Slot Die ، تیم با چالش‌های مختلفی روبه‌رو شد .

جزئیات فرآیند تجاری‌سازی سلول‌های خورشیدی پروسکایت

برخی از PSCهای اسپین کوت شده با بهترین عملکرد ، پروسکایت را با یک لایه حامل از جنس پلی تری آریل آمین ( Poly ( triarylamine ) ( PTAA ) ) ترکیب می‌کنند ؛ اما PTAA ( نوعی از پلیمرها ) آبگریز است و به شدت مایع جوهر پروسکایت را دفع می‌کند .

Subbiah بیان کرد : ” افزودن یک سورفکتانت به فرمولاسیون جوهر باعث می‌شود که جوهر بر نیروی دافعه غلبه کند ؛ در نتیجه کیفیت فصل مشترک بین پوشش و فیلم بهتر شده و عملکرد سلول افزایش می‌یابد ” .

تیم همچنین زمان خشک شدن جوهر را ، بدون نیاز به مراحل پردازش بیشتر ، کاهش داده است .

بطور کلی PSCهای پوشش داده شده با روش Slot Die که توسط تیم بهینه شده‌اند ، انرژی خورشیدی را تا حداکثر ۱۲/۸ درصد کارایی دریافت می‌کنند . این مقدار نسبت به بازده ۱۸/۳ درصدی در PSCهای که قبل از این تولید شده‌اند ، پیشرفت چشمگیری را نشان می‌دهد .

Subbiah محقق تیم تجاری‌سازی سلول‌های خورشیدی پروسکایت بیان کرد : ” اینکه جوهر می‌تواند به آسانی بر روی سیلیسیم دارای بافت ( Textured silicon ) پوشش داده شود و یک سلول خورشیدی چند پیوندی یا تندم ( Tandem solar cell ) را تولید کند ، از نقطه نظر تجاری دارای اهمیت فراوانی است ” .

وی همچنین افزود : ” ما همچنین توانستیم اولین سلول خورشیدی چند پیوندی یکپارچه پروسکایت – سیلیسیم پوشش دهی شده با Slot Die را با بازده ۲۳/۸ درصد تولید کنیم ” .

De Wolf بیان کرد : ” توسعه روش‌های رسوب گذاری مقیاس پذیر در سلول‌های خورشیدی پروسکایت برای انتقال این فناوری از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی به بازار امری ضروری است ” .

خلاصه خبر تجاری‌سازی سلول‌های خورشیدی پروسکایت

محققان KAUST یک جوهر پروسکایت را به منظور فرآیند تولید انبوه ، با کمک فرآیند پوشش دهی Slot Die ، توسعه دادند . این جوهر سلول‌های خورشیدی پروسکایتی تولید می‌کند که قادرند انرژی خورشیدی را با بازده بالا جذب کنند . این جوهر همچنین می‌تواند بر روی سیلیسیم پوشش داده شود تا سلول‌های خورشیدی چند پیوندی ( Tandem solar cell ) پروسکایت / سیلیسیم ( که قادر است انرژی خورشیدی بسیار بیشتری را جذب کند ) تولید شود .

منبع خبر : سایت www.azom.com

تاریخ انتشار خبر : ۲۲ آبان ماه ۱۳۹۹

کد خبر : ۲۰۴۵