Повышение эффективности перовскитных солнечных элементов с помощью инновационных проводящих клейких чернил

Команда из Технологического университета Шарифа в Иране под руководством ученых разработала инновационные проводящие клейкие чернила, предназначенные для повышения стабильности и эффективности перовскитных солнечных элементов. Нима Тагавиния, ведущий исследователь проекта, поделилась с журналом pv, что эта разработка ориентирована на доступность и простоту, что делает ее подходящей для крупномасштабного внедрения.

Новый клей состоит из полиметилметакрилата (ПММА), полимера, известного своей экономичностью, прочными механическими свойствами, а также отличными электрическими и оптическими свойствами. Кроме того, ПММА известен своей стабильностью в термических и экологических условиях, легким весом и высокой прозрачностью для света, что делает его отличным заменителем стекла в различных областях применения. В солнечных элементах он служит межфазным слоем, расположенным между слоем транспорта дырок (HTL), состоящим из меди и индия наночастицы сульфида (CuInS2) и верхний слой из высокопроводящей сажи (HCCB), встроенный в углеродную фольгу.

Эта клеточная структура также включает основу из легированного фтором оксида олова (FTO), углеродно-титановый слой переноса электронов (ETL), мезопористый слой TiO2 и перовскитный поглотитель. По словам исследователей, предыдущие конфигурации без этого нового клея оказались нестабильными, что часто приводило к отсоединению угольных электродов после измерения, что подчеркивает важность этого нововведения в повышении долговечности и производительности элементов.

Исследовательская группа из Технологического университета Шарифа описала свой метод применения проводящих клейких чернил для улучшения конструкции перовскитных солнечных элементов. Они объяснили, что чернила были нанесены каплей на участок углеродной фольги площадью 0,27 см². Затем эту фольгу помещали на заранее подготовленную стопку, состоящую из слоев FTO-стекла, диоксида углерода и титана, мезопористого TiO2, перовскита и слоев CuInS2. Такая конфигурация обеспечивала прямой контакт клейких чернил с HTL.

Тщательное тестирование показало, что ключом к успешной и прочной адгезии углеродной фольги к солнечному элементу является включение в клей полиметилметакрилата (ПММА). Добавление наночастиц CuInS2 в смесь не только обеспечило согласованность со слоем транспорта дырок, но также облегчило процесс переноса дырок, критически важный для эффективности ячейки.

Исследователи подчеркнули важные результаты своего исследования: «Наши результаты показали, что добавление 2% массы наночастиц высокопроводящей сажи (HCCB) к смеси PMMA/CuInS2 в соотношении 1:3 оптимизирует проводимость межфазного слоя клея. Эта настройка позволила солнечному элементу достичь максимальной эффективности 17,2%, что близко к эффективности традиционных элементов на основе золота (18,2%). Кроме того, подход с использованием углеродных ламинированных электродов привел к замечательной долгосрочной стабильности около 92%. после 54 дней хранения, что означает улучшение стабильности на 17% по сравнению с аналогами на основе золота."

Эти идеи подробно изложены в публикации под названием «Проводящие клейкие чернила для солнечных элементов из ламинированного углеродом перовскита с повышенной стабильностью и высокой эффективностью», доступной в журнале Solar Energy.

Продвижение чистой энергетики: приверженность ACE Battery инновациям и устойчивому развитию

В ACE Battery мы внимательно следим за передовыми разработками, такими как проводящие клейкие чернила, созданные Технологическим университетом Шарифа, что отражает наше стремление возглавить глобальный энергетический переход с помощью инновационных решений. Являясь ключевым игроком во всей цепочке производства литий-ионных аккумуляторов, мы уделяем особое внимание предоставлению цифровых и интеллектуальных решений для хранения энергии, которые являются устойчивыми и эффективными. Наша обширная сеть и активные усилия в области исследований и разработок гарантируют, что мы остаемся на переднем крае технологий, готовы адаптироваться и интегрировать достижения, которые соответствуют нашему видению чистой энергии. Узнайте больше о наших инициативах  и присоединяйтесь к Аккумулятор ACE в развитии энергетики будущего.