스프레이 코팅은 싼 태양 전지를위한 길을 열 수있었습니다.

스프레이 코팅은 싼 태양 전지를위한 길을 열 수있었습니다.

연구자들은 실리콘 기반 태양 전지에 대한 흥미로운 잠재적 도전자 인 페 로브 스카이 트 (perovskite) 셀에 대한 주요 제조 문제를 해결했다고 말합니다.

이 결정질 구조는 거의 모든 파장의 빛을 흡수 할 수 있기 때문에 큰 가능성을 보여줍니다. 페롭 스카이 트 (Perovskite) 태양 전지는 이미 소규모로 상용화되었지만 최근 PCE (전력 변환 효율)가 크게 개선되면서 태양 전지 패널을 대체 할 수있는 저비용 대안으로 주목 받고있다.

에있는 신문 나노 스케일연구팀은 몇 가지 주요 제조 문제를 해결하기 위해 페 로브 스카이 트 셀에 중요한 구성 요소를 적용하는 새로운 확장 가능한 수단을 밝힙니다. 연구자들은 페 로브 스카이 (Perovskite) 광전지에서 임계 전자 수송층 (ETL)을 새로운 방식으로 분사 코팅하여 우수한 전도성과 이웃 페 로브 스카이 트 층과의 강한 경계면을 지니고있다.

대부분의 태양 전지는 빛이 셀의 표면에 부딪 칠 때 음전하를 띤 물질에서 전자를 여기시키고 양전하를 띤 "구멍"의 격자로 전자를 이동시켜 전류를 설정하는 방식으로 적층 된 물질의 "샌드위치"입니다. 페 로브 스카이 트 태양 전지는 핀이라 불리는 단순 평면 배향 (또는 역전 된 닙)으로, 페 로브 스카이 트는 음으로 하전 된 ETL과 양으로 하전 된 정공 수송층 (HTL) 사이의 광 트래핑 고유 층 (핀의 "i")을 구성한다.

양전하 및 음전하 층이 분리 될 때, 구조는 파칭코 (Pachinko)의 아 원자 (aatomic game)처럼 행동한다. 광원에서 나오는 광자가 ETL에서 불안정한 전자를 제거하여 샌드위치의 양의 HTL쪽으로 떨어지게한다. 페 로브 스카이 트 층은이 흐름을 촉진합니다.

페 로브 스카이 트는 정공과 전자 모두에 대한 강한 친 화성 및 빠른 반응 시간으로 인해 이상적인 고유 층을 만들지 만, 상업적 규모의 제조는 페 로브 스카이 트의 결정 표면에 균일 한 ETL 층을 효과적으로 적용하기가 어렵 기 때문에 부분적으로 어려움을 증명한다.

연구자들은 ETL 물질로서의 실적과 거친 층에 적용된 PCBM이 전도성이 좋고 침투가 덜한 가능성을 제공하기 때문에 화합물 [6,6] - 페닐 -C (61) - 부티르산 메틸 에스테르 (PCBM)를 선택했다 인터페이스 접점 및 향상된 광 트래핑 기능을 제공합니다.

뉴욕 대학의 Tandon 공과 대학의 André D. Taylor 부교수는 "평면 핀 디자인을위한 ETL 옵션에 대해서는 거의 연구가 이루어지지 않았다. "평면 셀의 핵심 과제는 인접한 레이어를 파괴하지 않는 방식으로 실제로 어떻게 어셈블 할 것인가?"입니다.

가장 일반적인 방법은 스핀 캐스팅 (spin casting)으로 셀을 회전시키고 구심력으로 페 로브 스카이 트 기판 위에 ETL 유체를 분산시키는 것입니다. 그러나이 기술은 표면이 작기 때문에 태양 전지의 성능을 저하시키는 불규칙한 층이 생깁니다. 스핀 캐스팅은 유연한 핀 평면 페 로브 스카이 트 구조가 다른 방식으로 적합한 롤 투롤 (roll to roll) 제조와 같은 방법으로 대형 태양 전지 판넬의 상업 생산에도 불가분하다.

대신에 연구원들은 대형 영역에 ETL을 균일하게 적용하고 대형 태양 전지판을 제조하는 데 적합한 분무 코팅으로 전환했습니다. 그들은 30 %의 PCE에서 13 % 이상으로 다른 ETL보다 17 %의 효율 향상을보고했으며 결함은 적었습니다.

"우리의 접근 방식은 간결하고 재현성이 뛰어나고 확장 성이 뛰어납니다. 이는 PCBM ETL 스프레이 코팅이 페 로브 스카이 트 태양 전지의 효율 기준을 개선하고 가까운 미래에 핀 페 로브 스카이 트 태양 전지를 기록하기위한 이상적인 플랫폼을 제공하는 데 큰 호소력을 가질 수 있음을 시사한다.

추가 공저자는 중국 전자 과학 기술 대학, 북경 대학, 예일대 학교, 존스 홉킨스 대학에서 온 사람들입니다.

중국 자연 과학 재단 (NSFC) 재단, NSFC 혁신 연구 그룹, 중국 장학위원회, 미국 국립 과학 재단 (NSF)이 연구 자금을 지원했다.

출처: 뉴욕 대학

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