ペロブスキート製の薄膜太陽電池
Changshun Chen1,2, Jianxin Chen1, Huchen Han1
1Key Laboratory of Flexible Electronics (KLoFE) & Institute of Advanced Materials (IAM), School of Flexible Electronics (Future Technologies), Nanjing Tech University (NanjingTech), Nanjing, China.
Nature
|November 9, 2022
まとめ
新しいインクを使って 効率的でスケーラブルなペロブスキート太陽電池の製造を可能にします この方法により,高い電力変換効率と安定性が達成され,低コストで高性能な太陽光発電の技術への道が開けます.
科学分野:
- 材料科学
- 再生可能エネルギー
- 太陽光発電
背景:
- ペロブスキート太陽電池 (PSC) は,溶液処理可能な前駆体により利点があります.
- 現在のPSCの沈殿方法には,スピンコーティング,ブレードコーティング,スプレーコーティング,インクジェット印刷,スロットダイ印刷が含まれています.
- PSCにはスケーラブルで費用対効果の高い貯蔵技術が必要です.
研究 の 目的:
- ペロブスキート薄膜の可行性のある堆積方法としてシール印刷を導入する.
- 安定した粘度調節可能なペロブスキートインクを開発し,シール印刷に適した.
- フィルム特性とデバイスの性能をスクリーンプリントで制御することを実証する.
主な方法:
- メチルアモニウムアセテートイオン液体溶媒を使用して,可調粘度 (40-44,000 cP) の安定したペロブスキートインクを開発した.
- 制御された厚さ (120~1200 nm) と面積 (0.5×0.5 cm2~5×5 cm2) のペロブスキート薄膜を沈殿するためにシリンプリントを使用しています.
- 評価された印刷速度 (>20cm/s) とインク利用率 (ほぼ100%).
主要な成果:
- 画面プリントフィルムでは20.52% (0.05cm2) と18.12% (1cm2) の高電力変換効率を達成し,スピンコーティングフィルムよりも性能が優れています.
- 14.98% (0.05cm2),13.53% (1cm2) および11.80% (16.37cm2) の効率を持つ完全なスクリーンプリント装置が実証されています.
- 画面印刷装置は300時間の動作後に初期効率の96.75%を保持しました.
結論:
- スクリーンプリントは高効率のペロブスキート太陽電池を製造するための非常に効果的でスケーラブルな方法です.
- 開発されたペロブスキートインクとスクリーン印刷プロセスは,湿度に関係なく,周囲の空気で製造することを可能にします.
- この進歩は低コストで大規模にペロブスキート光伏装置を製造する大きな可能性を秘めています.


