Metode fabrikasi perovskit baru untuk sel surya membuka jalan bagi produksi skala besar
Energy

Metode fabrikasi perovskit baru untuk sel surya membuka jalan bagi produksi skala besar


Proses pencelupan baru menggunakan aditif sulfolane menghasilkan sel surya perovskit berkinerja tinggi. Metode ini tidak mahal dan cocok untuk peningkatan produksi komersial. Kredit: Laboratorium Nasional Los Alamos

Proses solusi baru yang lebih sederhana untuk membuat sel surya perovskit yang stabil mengatasi hambatan utama untuk produksi skala besar dan komersialisasi teknologi energi terbarukan yang menjanjikan ini, yang secara menggiurkan di luar jangkauan selama lebih dari satu dekade.

“Pekerjaan kami membuka jalan bagi produksi modul surya skala besar berskala besar dan berbiaya rendah dan throughput tinggi dalam waktu dekat,” kata Wanyi Nie, peneliti peneliti di Pusat Teknologi Nanoteknologi Terpadu di Los Alamos National Laboratory dan penulis yang sesuai dari makalah tersebut, yang diterbitkan hari ini di jurnal Joule. “Kami dapat mendemonstrasikan pendekatan ini melalui dua modul mini yang mencapai tingkat juara dalam mengubah sinar matahari menjadi daya dengan masa pakai operasional yang sangat lama. Karena proses ini mudah dilakukan dan berbiaya rendah, kami yakin proses ini dapat dengan mudah disesuaikan dengan fabrikasi yang dapat diskalakan dalam pengaturan industri . “

Tim menemukan metode pelapisan spin satu langkah menggunakan sulfolane, pelarut cair. Proses baru ini memungkinkan tim, kolaborasi antara Los Alamos dan peneliti dari National Taiwan University (NTU), untuk menghasilkan perangkat fotovoltaik area luas dengan hasil tinggi yang sangat efisien dalam menciptakan daya dari sinar matahari. Sel surya perovskit ini juga memiliki masa operasional yang lama.

“Kami sangat senang dengan pencapaian ini,” kata Prof Leeyih Wang, peneliti utama dari grup NTU dan salah satu penulis terkait, “ini adalah rute sintetis baru yang dapat diterapkan secara luas dalam keluarga bahan perovskit yang kaya.” Hsin-Hsiang Huang, seorang mahasiswa pascasarjana di NTU dan penulis pertama makalah ini, berkata, “Kami telah menerapkan kimia baru untuk mendorongnya menuju demonstrasi yang relevan secara teknologi.”

Fotovoltaik perovskit, dipandang sebagai pesaing yang layak bagi fotovoltaik berbasis silikon yang sudah dikenal di pasaran selama beberapa dekade, telah menjadi teknologi baru yang sangat diantisipasi selama dekade terakhir. Komersialisasi terhalang oleh kurangnya solusi untuk tantangan besar lapangan: meningkatkan produksi modul sel surya perovskite efisiensi tinggi dari bench-top ke lantai pabrik.

Makalah penelitian menunjukkan rute baru untuk fabrikasi dengan memasukkan sulfolane sebagai aditif dalam prekursor perovskit, atau bahan cair yang menciptakan kristal perovskit melalui reaksi kimia. Seperti dalam metode fabrikasi lainnya, kristal tersebut kemudian diendapkan pada substrat.

Melalui metode pencelupan sederhana, tim dapat menyimpan film tipis kristal perovskit berkualitas tinggi yang seragam yang menutupi area aktif yang luas dalam dua modul mini, satu berukuran sekitar 16 sentimeter persegi dan yang lainnya berukuran hampir 37 sentimeter persegi. Pembuatan film tipis yang seragam di seluruh area modul fotovoltaik sangat penting untuk kinerja perangkat.

Modul mini mencapai efisiensi konversi daya masing-masing sebesar 17,58% dan 16,06%. Efisiensi tersebut adalah salah satu efisiensi tertinggi yang dilaporkan hingga saat ini. Efisiensi konversi daya adalah ukuran seberapa efektif sinar matahari diubah menjadi listrik.

Untuk metode fabrikasi perovskit lainnya, salah satu penghalang utama untuk fabrikasi skala industri adalah jendela pemrosesannya yang sempit, waktu selama film dapat diletakkan di atas substrat. Untuk mendapatkan film kristal seragam yang terikat dengan baik ke lapisan di bawahnya, proses pengendapan harus dikontrol secara ketat dalam hitungan detik.

Penggunaan sulfolana dalam prekursor perovskit memperpanjang jendela pemrosesan dari 9 detik menjadi 90 detik, membentuk lapisan padat yang sangat kristalin di atas area yang luas sementara tidak terlalu bergantung pada kondisi pemrosesan.

Metode sulfolane dapat dengan mudah disesuaikan dengan teknik fabrikasi industri yang ada, yang membantu membuka jalan menuju komersialisasi.

Perovskit adalah bahan dengan struktur kristal tertentu yang mirip dengan mineral perovskit. Perovskit dapat direkayasa dan dibuat dalam film yang sangat tipis, yang membuatnya berguna untuk sel fotovoltaik surya.


Ilmuwan mengembangkan modul surya perovskit dengan ukuran, daya, dan stabilitas yang lebih besar


Informasi lebih lanjut:
Hsin-Hsiang Huang dkk, Metode satu langkah sederhana dengan jendela pemrosesan lebar, Joule, 18 Maret 2021. DOI: 10.1016 / j.joule.2021.02.012

Informasi jurnal:
Joule

Disediakan oleh Laboratorium Nasional Los Alamos

Kutipan: Metode fabrikasi perovskite baru untuk sel surya membuka jalan menuju produksi skala besar (2021, 18 Maret) diambil pada 18 Maret 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-03-perovskite-fabrication-method-solar-cells. html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HK