コーヒーリング工学による界面層が流体ロックを可能にし、スケーラブルなペロブスカイト太陽電池の性能を向上させる

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• ナノテクノロジー

背景:

• ペロブスカイト太陽電池（PSC）は、高い電力変換効率（PCE）とスケーラビリティを示します。
• 印刷製造中のコーヒーリング効果は、粒子堆積の不均一性を引き起こし、大面積PSCの性能を妨げます。
• 現在の方法では、均一なペロブスカイト膜結晶化のための普遍的な流体制御に苦労しています。

研究 の 目的:

• 印刷されたPSC製造におけるコーヒーリング効果に対処すること。
• 大面積ペロブスカイト膜における均一な結晶化のための戦略を開発すること。
• ペロブスカイト太陽電池モジュールのスケーラビリティと性能を向上させること。

主な方法:

• コーヒーリング形成メカニズムを利用し、急速乾燥と液滴断片化を採用しました。
• 埋め込み界面にサイズ調整可能なフローロッキングネットワークを構築しました。
• 流動および乾燥段階でのペロブスカイトコロイド粒子の移動を閉じ込めました。

主要な成果:

• マクロなコーヒーリング形成を抑制し、デバイス結晶化への悪影響を軽減しました。
• 最適化されたPSCは26.61%の高いPCEを達成しました。
• 大面積モジュール（100 cm²）は、21.39%という印象的なPCEを維持し、スケーラビリティと均一性を示しました。

結論:

• 開発されたフローロッキングネットワークは、ペロブスカイトコロイド粒子の堆積を効果的に制御します。
• この方法は、大面積PSCの結晶化の均一性とデバイス性能を大幅に向上させます。
• この戦略は、高性能ペロブスカイト太陽電池モジュールの商業展開における優れたスケーラビリティと可能性を示しています。