Les cellules solaires à pérovskite (PSC) sont considérées comme un candidat prometteur pour la technologie photovoltaïque de nouvelle génération à haut rendement et à faible coût de generation, révolutionnant potentiellement l’industrie des énergies renouvelables. Cependant, le processus de fabrication couche par couche existant présente des défis qui ont entravé la commercialisation de cette technologie. Récemment, des chercheurs de la Metropolis University of Hong Kong (CityU) et du Nationwide Renewable Power Laboratory (NREL) aux États-Unis ont développé conjointement une approche innovante de revêtement en resolution en une étape qui simplifie le processus de fabrication et réduit les obstacles à la commercialisation des PSC.
“La réduction du nombre d’étapes de traitement des dispositifs sans sacrifier l’efficacité des dispositifs contribuera à réduire la complexité du processus et les coûts de fabrication, ce qui améliorera la fabricabilité des PSC”, a expliqué le Dr Zhu Zonglong, co-responsable de la recherche et professeur adjoint au Département de chimie à CityU.
“Nous avons résolu le problème de fabrication avec une nouvelle approche pour co-traiter le get in touch with sélectif des trous et la couche de pérovskite en une seule étape, ce qui se traduit par une efficacité de pointe de 24,5 % et une stabilité exceptionnelle pour les cellules solaires à pérovskite inversée. contribue à rapprocher un peu plus la commercialisation de la technologie », a-t-il déclaré.
En règle générale, les PSC sont fabriqués à l’aide d’un processus couche par couche, qui consiste à déposer séquentiellement différentes couches de la cellule solaire les unes sur les autres. Bien que cette approche ait réussi à produire des cellules solaires à pérovskite hautes performances, elle pose des problèmes susceptibles d’entraver leur commercialisation, tels qu’un coût de fabrication accru, une uniformité et une reproductibilité insatisfaisantes.
Pour améliorer la fabricabilité des PSC, le Dr Zhu a collaboré avec le Dr Joseph M. Luther, de NREL, pour inventer conjointement une nouvelle approche pour la fabrication de cellules solaires perovskite inversées efficaces dans lesquelles le speak to sélectif des trous et l’absorbeur de lumière pérovskite peuvent se former spontanément en un seul procédure de revêtement en option.
Ils ont découvert que si des acides phosphoniques ou carboxyliques spécifiques sont ajoutés aux alternatives de précurseur de pérovskite, la resolution s’auto-assemblera sur le substrat d’oxyde d’indium et d’étain pendant le traitement du movie de pérovskite. Ils forment une monocouche automobile-assemblée robuste comme un great contact sélectif des trous pendant que la pérovskite cristallise. Cette procédure de revêtement de answer exclusive résout non seulement les problèmes de mouillabilité, mais simplifie également la fabrication du dispositif en créant simultanément le get in touch with sélectif des trous et l’absorbeur de lumière pérovskite, au lieu du processus traditionnel couche par couche.
Le dispositif PSC nouvellement créé a une efficacité de conversion de puissance de 24,5 % et peut conserver as well as de 90 % de son efficacité initiale même après 1 200 heures de fonctionnement au place de puissance maximale sous un éclairage continu. Son efficacité est similar à celle des PSC similaires sur le marché.
L’équipe collaborative a également montré que la nouvelle approche est suitable avec divers systèmes moléculaires monocouches automobile-assemblés, compositions de pérovskite, solvants et méthodes de traitement évolutives, telles que les tactics de revêtement par centrifugation et de revêtement à la lame. Et les PSC fabriqués avec la nouvelle approche ont des performances comparables à celles produites à partir d’autres méthodes.
« En introduisant cette approche innovante, nous espérons contribuer à la communauté de recherche sur la pérovskite en proposant une méthode additionally easy pour fabriquer des cellules solaires en pérovskite haute efficiency et potentiellement accélérer le processus de mise sur le marché », a déclaré le Dr Zhu.
L’équipe de recherche prévoit d’explorer additionally avant la relation entre les buildings de molécules monocouches car-assemblées et les précurseurs de pérovskite afin d’identifier un groupe exceptional de molécules monocouches automobile-assemblées pour cette approach, améliorant ainsi les performances globales des PSC.