Підвищення ефективності перовскітових сонячних батарей за допомогою інноваційних електропровідних клейових чорнил

Команда з Технологічного університету Шаріфа в Ірані під керівництвом вчених розробила інноваційне провідне клейове чорнило, призначене для підвищення стабільності та ефективності перовскітних сонячних елементів. Німа Тагавінія, провідний дослідник проекту, поділився з журналом pv, що ця розробка зосереджена на доступності та простоті, що робить її придатною для широкомасштабного впровадження.

Нещодавно створений клей складається з поліметилметакрилату (ПММА), полімеру, який користується перевагою завдяки своїй економічній ефективності, надійним механічним властивостям і відмінним електричним і оптичним властивостям. Крім того, ПММА відомий своєю стабільністю в умовах тепла та навколишнього середовища, малою вагою та високою прозорістю для світла, що робить його чудовою заміною скла в різних сферах застосування. У сонячних елементах він служить міжфазним шаром, розташованим між шаром транспортування дірок (HTL), що складається з міді-індію наночастинки сульфіду (CuInS2) і верхній шар з високопровідної сажі (HCCB), вбудованої у вуглецеву фольгу.

Ця структура комірки також включає основу з легованого фтором оксиду олова (FTO), електротранспортного шару (ETL) двоокису вуглецю та титану (c/TiO2), мезопористого шару TiO2 і поглинача перовскіту. За словами дослідників, попередні конфігурації без цього нового адгезиву виявилися нестабільними, що часто призводило до від’єднання вугільних електродів після вимірювання, що підкреслює важливість цієї інновації для підвищення довговічності та продуктивності клітин.

Дослідницька група з Технологічного університету Шаріфа описала свій метод застосування провідних адгезивних чорнил для покращення конструкції перовскітних сонячних елементів. Вони пояснили, що чорнило було влито краплею на ділянку вугільної фольги розміром 0,27 см². Цю фольгу потім помістили на попередньо підготовлену стопку, яка включала FTO-скло, двоокис вуглецю та титану, мезопористий TiO2, перовскіт і шари CuInS2. Конфігурація забезпечувала прямий контакт клейкого чорнила з HTL.

Розширене тестування показало, що запорукою успішного та довговічного приклеювання вуглецевої фольги до сонячної батареї було включення до складу клею поліметилметакрилату (ПММА). Додавання наночастинок CuInS2 до суміші не тільки забезпечило узгодженість із шаром транспортування дірок, але й полегшило процес перенесення дірок, що має вирішальне значення для ефективності клітини.

Дослідники підкреслили важливі висновки у своєму дослідженні: «Наші результати показали, що додавання 2% ваги наночастинок високопровідної сажі (HCCB) до суміші PMMA/CuInS2 у співвідношенні 1:3 оптимізує провідність клейової міжфазної поверхні. Це налаштування дозволило досягти максимальної ефективності сонячної батареї в 17,2%, що майже не поступається ефективності традиційних елементів на основі золота. Крім того, підхід із вуглецевим ламінованим електродом забезпечив чудову довгострокову стабільність приблизно в 92%. після 54 днів зберігання, що свідчить про 17% покращення стабільності аналогів на основі золота."

Ці висновки детально викладені в їхній публікації під назвою «Провідне клейове чорнило для сонячних батарей із ламінованим вуглецем перовскітом із підвищеною стабільністю та високою ефективністю», доступній у журналі Solar Energy.

Просування чистої енергії: відданість компанії ACE Battery інноваціям і сталому розвитку

Ми в ACE Battery уважно стежимо за передовими розробками, як-от електропровідне клейове чорнило, створене Технологічним університетом Шаріфа, що відображає наше прагнення очолити глобальний енергетичний перехід за допомогою інноваційних рішень. Як ключовий гравець у всьому ланцюжку індустрії літій-іонних акумуляторів, ми зосереджені на постачанні цифрових та інтелектуальних рішень для зберігання енергії, які є стійкими та ефективними. Наша розгалужена мережа та потужна науково-дослідна робота гарантують, що ми залишаємось на передньому краї технологій, готові адаптувати та інтегрувати досягнення, які відповідають нашому баченню чистої енергії. Дізнайтеся більше про наші ініціативи  та приєднайтеся до Акумулятор ACE у розвитку енергетики майбутнього.