Een onderzoeksteam heeft de recente ontwikkelingen op het gebied van fotovoltaïsche modules van perovskiet onderzocht. Perovskiet-zonnecellen zijn veelbelovend voor de volgende generatie fotovoltaïsche technologie. Met deze veelbelovende technologie ontstaat de behoefte aan hoogwaardige perovskietfilms voor fotovoltaïsche modules met een groot oppervlak. De studie van het team helpt onderzoekers die werken aan de verdere commercialisering van perovskiet fotovoltaïsche modules.

Het team, met onderzoekers van Hangzhou Dianzi University, University of Sialkot, Changzhou University, Nanjing University of Posts and Telecommunications en Chinese Academy of Sciences, publiceerden hun bevindingen in het tijdschrift Nano Research Energy .

In hun studie onderzocht en vatte het team de recente ontwikkelingen in perovskiet fotovoltaïsche modules samen, waarbij hun aandacht werd gevestigd op de coatingmethoden die op deze modules werden gebruikt. Deze methoden omvatten spincoating, rakelcoating, gleuf-diecoating, spraycoating, inkjetprinten, afzetting met zachte kaft en dampafzetting. Ze onderzochten ook de groeiregulatie van de hoogwaardige en grote perovskietfilms. Hun studie omvat toekomstige ontwikkelingsrichtingen en vooruitzichten voor perovskiet fotovoltaïsche modules.

De perovskiet-zonnecellen bieden opto-elektrische eigenschappen die zeer nuttig zijn in fotovoltaïsche toepassingen. Perovskiet-zonnecellen zijn goedkoper en kunnen eenvoudiger worden gefabriceerd dan de siliciumzonnecellen die momenteel in gebruik zijn. Hierdoor trekken deze perovskiet-zonnecellen de aandacht van zowel de academische wereld als de industrie. Met name de perovskiet-zonnecellen hebben een hoog rendement en kunnen worden vervaardigd door middel van goedkope processen.

Perovskiet-zonnecellen hebben een gecertificeerde energieconversie-efficiëntie op laboratoriumschaal bereikt van 25,7 procent. Vanwege hun hoge energieconversie-efficiëntie en lage kosten, zijn de perovskiet-zonnecellen veelbelovend voor toekomstige commercialisering. Maar hoewel deze zeer efficiënte perovskiet-zonnecellen kunnen worden vervaardigd met een oppervlakte van minder dan 0,1 cm ² , ondervinden onderzoekers uitdagingen bij het succesvol vergroten van de perovskietfilms voor grotere fotovoltaïsche modules.

Onderzoekers vinden het moeilijk om de hoogwaardige films uit te breiden van modules met een klein oppervlak naar modules met een groot oppervlak. De hoge energieconversie-efficiëntie die kan worden bereikt met perovskiet-zonnecellen met een klein oppervlak daalt aanzienlijk wanneer ze worden gebruikt in grotere perovskiet-fotovoltaïsche modules. Totdat deze hindernis kan worden genomen, is het moeilijk om deze perovskiet-zonnecellen te fabriceren voor commercieel gebruik op grote oppervlakken.

"Voor het vervaardigen van perovskiet fotovoltaïsche modules met een groot oppervlak richting industrialisatie, moeten veel problemen worden opgelost, zoals het relatief lage rendement van perovskiet fotovoltaïsche modules met groot oppervlak, de voorbereiding van perovskietfilms met groot oppervlak en hoge kwaliteit, en het ontwerp van onderling verbonden subcellen tot composietmodules", zegt Liang Chu, professor aan de Hangzhou Dianzi University. De eerste stap is om perovskietfilms met een groot oppervlak met hoge uniformiteit en reproduceerbaarheid te kunnen deponeren.

De processen voor het afzetten van perovskietfilms met een groot oppervlak zijn gevarieerd zonder een gestandaardiseerde industriële schaal. Deze coatingmethoden zijn belangrijk omdat de dikte, kristalliniteit, oppervlakteruwheid en compactheid van perovskietfilms rechtstreeks van invloed zijn op hun absorptie, het genereren en scheiden van lading en de prestaties van het apparaat. Het onderzoeksteam bestudeerde en analyseerde de verschillende coatingmethoden, identificeerde hun beperkingen en verkende de potentiële perovskiet-fotovoltaïsche modules voor toekomstige commerciële toepassingen.

Met het oog op toekomstige commercialisering merkt het onderzoeksteam verschillende ontwikkelingsrichtingen op. Ze stellen voor dat onderzoekers doorgaan met het ontwikkelen van de coatingmethoden voor de perovskietfilms van hoge kwaliteit met een groot oppervlak, waarbij de perovskietsamenstellingen verder worden geoptimaliseerd om de efficiënte perovskiet-fotovoltaïsche modules te verbeteren.

Ze suggereren ook dat de begraven en oppervlaktelagen gelijktijdig moeten worden aangepast om de perovskietdefecten in perovskiet-fotovoltaïsche modules te passiveren. Deze interfacelagen lossen het probleem van de corrosiereactie op. De laatste aanbeveling van het team is dat onderzoekers de stabiliteitsstrategieën moeten overwegen, die op grote schaal zijn gebruikt in perovskiet-zonnecellen met een klein oppervlak. "Deze strategieën zouden de stabiliteit van perovskiet-fotovoltaïsche modules met een groot oppervlak aanzienlijk kunnen verbeteren", zei Chu. + Verder verkennen

Wetenschappers fabriceren hoogwaardige perovskiet-submodules voor zonnecellen met een groot oppervlak