المصدر: ossila.com
إن التحسن السريع في خلايا البيروفسكايت الشمسية جعلها النجم الصاعد في عالم الطاقة الضوئية وذات أهمية كبيرة للمجتمع الأكاديمي. نظرًا لأن طرقها التشغيلية لا تزال جديدة نسبيًا ، فهناك فرصة كبيرة لإجراء مزيد من الأبحاث حول الفيزياء والكيمياء الأساسية حول البيروفسكايت. علاوة على ذلك ، كما ظهر خلال السنوات القليلة الماضية - أدت التحسينات الهندسية لمستحضرات perovskite وإجراءات التصنيع إلى زيادات كبيرة في كفاءة تحويل الطاقة ، حيث وصلت الأجهزة الحديثة إلى أكثر من 23٪ ، اعتبارًا من يونيو 2018.
ما هي البيروفسكايت؟
لماذا الخلايا الشمسية Perovskite كبيرة جدا؟
ما هي القضايا التي تواجه البيروفسكايت؟
تصنيع وقياس خلايا بيروفسكايت الشمسية
مستقبل البيروفسكايت
Perovskite تلفيق دليل الفيديو
منتجات Ossila للخلايا الشمسية Perovskite
المراجع
قراءة متعمقة
ما هي البيروفسكايت؟
غالبًا ما يتم استخدام مصطلحي "perovskite" و "بنية perovskite" بالتبادل. من الناحية الفنية ، يعتبر البيروفسكايت نوعًا من المعادن تم العثور عليه لأول مرة في جبال الأورال وسمي باسم ليف بيروفسكي (الذي كان مؤسس الجمعية الجغرافية الروسية). هيكل البيروفسكايت هو أي مركب له نفس هيكل البيروفسكايت المعدني.
يتكون البيروفسكايت الحقيقي (المعدني) من الكالسيوم والتيتانيوم والأكسجين في شكل CaTiO 3 . وفي الوقت نفسه ، فإن بنية البيروفسكايت هي أي شيء له الشكل العام ABX 3 ونفس البنية البلورية مثل البيروفسكايت (المعدني). ومع ذلك ، نظرًا لأن معظم الأشخاص في عالم الخلايا الشمسية لا يشاركون في المعادن والجيولوجيا ، يتم استخدام البيروفسكيت والبيروفسكايت بالتبادل.
موضح أدناه ترتيب شعرية perovskite. كما هو الحال مع العديد من الهياكل في علم البلورات ، يمكن تمثيلها بطرق متعددة. إن أبسط طريقة للتفكير في البيروفسكايت هي كاتيون ذري أو جزيئي كبير (مشحون إيجابيا) من النوع A في وسط المكعب. ثم يتم احتلال زوايا المكعب بواسطة ذرات B (أيضًا الكاتيونات المشحونة إيجابًا) ، ويتم احتلال وجوه المكعب بواسطة ذرة أصغر X ذات شحنة سالبة (الأنيون).
هيكل بلوروفسكي عام من النوع ABX3. لاحظ أن الهيكلين متكافئين - يتم رسم الهيكل الأيسر بحيث تكون الذرة B في الموضع <0،0>> بينما يتم رسم هيكل اليد اليمنى بحيث تكون الذرة (أو الجزيء) A عند < 0،0،0=""> الموقف. لاحظ أيضًا أن الخطوط هي دليل لتمثيل الاتجاه البلوري بدلاً من أنماط الترابط.
اعتمادًا على الذرات / الجزيئات المستخدمة في البنية ، يمكن أن تحتوي البيروفسكايت على مجموعة رائعة من الخصائص المثيرة للاهتمام ، بما في ذلك الموصلية الفائقة ، والمقاومة المغناطيسية العملاقة ، والنقل المعتمد على الدوران (spintronics) والخصائص الحفزية. تمثل البيروفسكايت ملعبًا مثيرًا للفيزيائيين والكيميائيين وعلماء المواد.
تم استخدام البيروفسكايت لأول مرة بنجاح في الخلايا الشمسية ذات الحالة الصلبة في عام 2012 ، ومنذ ذلك الحين استخدمت معظم الخلايا المجموعة التالية من المواد في شكل البيروفسكايت المعتاد ABX 3 :
أ = كاتيون عضوي - ميثيل أمونيوم (CH 3 NH 3 + ) أو فورميميدينيوم (NH 2 CHNH 2 + )
B = كاتيون غير عضوي كبير - يؤدي عادةً (II) (Pb 2+ )
X 3 = أنيون هالوجين أصغر قليلاً - عادة كلوريد (Cl - ) أو يوديد (I - )
نظرًا لأن هذه البنية عامة نسبيًا ، يمكن أيضًا إعطاء هذه الأجهزة المستندة إلى perovskite عددًا من الأسماء المختلفة ، والتي يمكن أن تشير إلى فئة أكثر عمومية من المواد أو مجموعة محددة. كمثال على ذلك ، قمنا بإنشاء الجدول أدناه لتسليط الضوء على عدد الأسماء التي يمكن تشكيلها من بنية أساسية واحدة.
ا | ب | X 3 |
العضوية وغير العضوية | فلز | ثلاثي (أو ثلاثي) |
Methylammonium | قيادة | يوديد (أو ثلاثي يوديد) |
Plumbate | كلوريد (أو ثلاثي كلوريد) |
جدول اختيار الاسم لـ perovskite : اختر أي عنصر واحد من الأعمدة A أو B أو X 3 لإيجاد اسم صالح. ومن الأمثلة على ذلك: كلوريد الرصاص العضوي ، ثلاثي ميثيل الأمونيوم ، ثلاثي الفلزات ، يوديدات عضوي-plumbate ، إلخ.
يوضح الجدول مدى مساحة المعلمة بالنسبة لتركيبات المواد / التركيب المحتملة ، حيث توجد العديد من الذرات / الجزيئات الأخرى التي يمكن استبدالها بكل عمود. سيكون اختيار مجموعات المواد أمرًا ضروريًا لتحديد الخواص البصرية والإلكترونية (مثل فجوة الحزمة وأطياف الامتصاص المتكافئة ، والتنقل ، وأطوال الانتشار ، إلخ). من المحتمل أن يكون تحسين القوة الغاشمة البسيطة عن طريق الفحص التوافقي في المختبر غير فعال للغاية في العثور على البيروفسكايت الجيد.
تعتمد غالبية البيروفسكايت الفعال على هاليدات المعادن من المجموعة الرابعة (على وجه التحديد ، الرصاص) ، وقد ثبت أن الانتقال إلى أبعد من ذلك يمثل تحديًا. من المحتمل أن تكون المعرفة المتعمقة أكثر مما هو متاح حاليًا لاستكشاف كامل مجموعة البيروفسكايت الممكنة. تعد الخلايا الشمسية القائمة على الرصاص التي تعتمد على البيروفسكايت جيدة بشكل خاص بسبب مجموعة من العوامل ، بما في ذلك الامتصاص القوي في النظام المرئي ، وأطوال نشر حاملة الشحنة الطويلة ، وفجوة الفرقة القابلة للانضغاط ، وسهولة التصنيع (بسبب التسامح العالي للعيوب و القدرة على معالجة في درجات حرارة منخفضة).
لماذا الخلايا الشمسية Perovskite كبيرة جدا؟
هناك نوعان من الرسوم البيانية التي توضح سبب جذب خلايا بيروفسكايت الشمسية لهذا الاهتمام البارز في الفترة القصيرة منذ عام 2012. أول هذه الرسوم البيانية (التي تستخدم بيانات مأخوذة من مخطط كفاءة الخلايا الشمسية في NREL) 1 يوضح كفاءة تحويل الطاقة في بيروفسكايت الأجهزة القائمة على مدى السنوات الأخيرة ، بالمقارنة مع تكنولوجيا البحوث الضوئية الناشئة ، وكذلك الألواح الضوئية الرقيقة التقليدية.
يظهر الرسم البياني ارتفاعًا ملحوظًا مقارنة بمعظم التقنيات الأخرى خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا. خلال 4 سنوات من اختراقها ، كانت الخلايا الشمسية البيروفسكايت تعادل كفاءة كادميوم تيلورايد (CdTe) ، الذي ظل موجودًا منذ أكثر من 40 عامًا. علاوة على ذلك ، اعتبارًا من يونيو 2018 ، تجاوزت الآن جميع تقنيات الأغشية الرقيقة وغير المركزة - بما في ذلك CdTe و Copper Indium Gallium Selenide (CIGS). على الرغم من أنه يمكن القول أن المزيد من الموارد والبنية التحتية الأفضل لأبحاث الخلايا الشمسية كانت متاحة في السنوات القليلة الماضية ، إلا أن الارتفاع الهائل في كفاءة الخلايا الشمسية في البيروفسكايت لا يزال مهماً ومثيراً للإعجاب بشكل لا يصدق.
زادت خلايا بيروفسكايت الشمسية من كفاءة تحويل الطاقة بمعدل هائل مقارنة بالأنواع الأخرى من الخلايا الكهروضوئية. على الرغم من أن هذا الرقم لا يمثل سوى "الخلايا البطل" المختبرية ، إلا أنه يبشر بوعد كبير.
الرسم البياني الرئيسي الثاني أدناه هو جهد الدائرة المفتوحة مقارنة بفجوة النطاق لمجموعة من التقنيات التي تنافس البيروفسكايت. يوضح هذا الرسم البياني مقدار طاقة الفوتون المفقودة في عملية التحويل من الضوء إلى الكهرباء. بالنسبة للخلايا الشمسية المعيارية القائمة على الإكسيتون ، يمكن أن تصل هذه الخسارة إلى 50٪ من الطاقة الممتصة ، في حين أن الخلايا الشمسية البيروفسكايت تتجاوز بانتظام 70٪ من استخدام طاقة الفوتون ، وقد تزداد احتمالية زيادتها. 4
يقترب هذا من قيم التقنيات الحديثة (مثل GaAs) ، ولكن بتكلفة أقل بكثير. إن الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري ، والتي يمكن القول إنها أقرب مقارن إلى البيروفسكايت من حيث الكفاءة والتكلفة ، تكون بالفعل أرخص بمقدار 1000 مرة من أحدث التقنيات الحديثة. 5 Perovskites لديها القدرة على أن تصبح أرخص من هذا.
الحد الأقصى لاستخدام طاقة الفوتون (يُعرف باسم VOC للجهد الكهربي المفتوح مقسومًا على فجوة الحزمة الضوئية على سبيل المثال) لأنظمة المواد المشتركة للخلايا الشمسية الفردية. محسوبة من أحدث الخلايا المفصلة في جداول كفاءة NREL.
ما هي القضايا التي تواجه البيروفسكايت؟
أكبر مشكلة في مجال perovskites حاليا هي عدم الاستقرار على المدى الطويل. لقد تم توضيح ذلك بسبب مسارات التحلل التي تنطوي على عوامل خارجية ، مثل الماء والضوء والأكسجين ، وأيضا نتيجة لعدم الاستقرار الجوهري ، مثل التدهور عند التسخين ، بسبب خواص المادة. للحصول على نظرة عامة حول أسباب تدهور البيروفسكايت ، انظر دليل Ossila.
تم اقتراح العديد من الاستراتيجيات من أجل تحسين الاستقرار ، بنجاح أكبر عن طريق تغيير اختيار المكون. إن استخدام أنظمة الكاتيونات المختلطة (على سبيل المثال عن طريق تضمين الكاتيونات غير العضوية مثل الروبيديوم أو السيزيوم) قد أثبت أنه يحسن الاستقرار والفعالية. أول خلايا البيروفسكايت تتجاوز كفاءة 20 ٪ تستخدم نظام الموجبة العضوية المختلطة ، والعديد من الأنظمة عالية الكفاءة المنشورة مؤخرًا تستخدم مكونات غير عضوية. كما أدت الحركة نحو الطبقات البينية غير المستقرة للأشعة فوق البنفسجية إلى تحسين الاستقرار - على سبيل المثال عن طريق استبدال TiO 2 ، الذي يكون عرضة لتدهور الأشعة فوق البنفسجية ، مع تحسين SnO 2 من خلال استخدام التخميل السطحي وعن طريق الجمع بين البيروفسكايت ثنائية الطبقات (Ruddlesden-Popper) (والتي تظهر ثباتًا جوهريًا أفضل ، لكن الأداء ضعيف) مع البيروفسكايت ثلاثي الأبعاد التقليدي. هذه الجهود (إلى جانب عوامل مثل التغليف الأفضل) حسّنت بشكل كبير من ثبات البيروفسكايت منذ تقديمها الأولي ، وعمرها في طريقها للوفاء بالمعايير الصناعية - مع الأعمال الحديثة التي أظهرت الخلايا القادرة على تحمل اختبار الحرارة الرطب الذي دام 1000 ساعة. للاطلاع على مناقشة أكثر تعمقًا لأساليب تحسين استقرار البيروفسكايت ، انظر دليل Ossila.
البيروفسكايت التقليدي ثلاثي الأبعاد (يسار) مقارنة بالهيكل البيروفسكيت العام ثنائي الأبعاد (يمين).
هناك مشكلة أخرى لم تتم معالجتها بالكامل وهي استخدام الرصاص في مركبات البيروفسكايت. على الرغم من أنه يستخدم بكميات أقل بكثير من تلك الموجودة حاليًا في البطاريات القائمة على الرصاص أو الكادميوم ، إلا أن وجود الرصاص في منتجات للاستخدام التجاري يمثل مشكلة. لا تزال هناك مخاوف بشأن التعرض لمركبات الرصاص السامة (من خلال رشح البيروفسكايت في البيئة) ، وقد اقترحت بعض الدراسات أن تنفيذ البيروفسكايت على نطاق واسع يتطلب احتواءً كاملاً على منتجات التحلل. في المقابل ، وجدت تقييمات أخرى لدورة الحياة أن تأثير سمية الرصاص ضئيل مقارنة بالمواد الأخرى الموجودة في الخلية (مثل الكاثود).
هناك أيضًا إمكانية لاستخدام بديل الرصاص في خلايا البيروفسكايت الشمسية (مثل البيروفسكايت المستندة إلى القصدير) ، لكن كفاءة تحويل الطاقة لهذه الأجهزة لا تزال كبيرة وراء الأجهزة القائمة على الرصاص ، مع سجل البيروفسكيت القائم على القصدير يقف حاليا عند 9.0 ٪. خلصت بعض الدراسات أيضًا إلى أن القصدير قد يكون له في الواقع سمية بيئية أعلى من الرصاص ، وغيرها من البدائل أقل سمية مطلوبة.
قضية رئيسية أخرى من حيث الأداء هي التباطؤ في التيار الكهربائي الحالي الذي يشيع في الأجهزة. لا تزال العوامل التي تؤثر على التباطؤ محل نقاش ، لكنها تُعزى في الغالب إلى هجرة الأيونات المتنقلة إلى جانب مستويات عالية من إعادة التركيب. تشتمل طرق تقليل التباطؤ على بنية الخلية المتفاوتة وتغليب السطح وزيادة محتوى يوديد الرصاص ، وكذلك استراتيجيات عامة للحد من إعادة التركيب.
تقريب التباطؤ الحالي الجهد كثيرا ما تصادف في الخلايا الشمسية perovskite.
لتمكين تكلفة منخفضة للغاية لكل واط ، تحتاج خلايا البيروفسكايت الشمسية إلى تحقيق الثلاثي المنشود بكفاءة عالية وعمر افتراضي طويل وتكاليف تصنيع منخفضة. لم يتحقق هذا حتى الآن بالنسبة لتقنيات الأغشية الرقيقة الأخرى ، ولكن الأجهزة القائمة على البيروفسكيت تُظهر حاليًا إمكانات هائلة لتحقيق ذلك.
تصنيع وقياس خلايا بيروفسكايت الشمسية
على الرغم من أن البيروفسكايت يأتي من عالم مختلف على ما يبدو من علم البلورات ، إلا أنه يمكن دمجه بسهولة في بنية OPV قياسية (أو غيرها من الأغشية الرقيقة). استندت أول خلايا شمسية من البيروفسكايت إلى خلايا شمسية حساسة للصباغة في الحالة الصلبة (DSSCs) ، وهكذا استخدمت سقالة من طراز TiO 2 . منذ ذلك الحين اتبعت العديد من الخلايا هذا القالب أو استخدمت سقالة Al 2 O 3 في بنية "متوسطة البنية" ، لكن درجات الحرارة المرتفعة المطلوبة للتصنيع ، وعدم ثبات الأشعة فوق البنفسجية لـ TiO 2 ، أدت إلى تقديم بنية "مستوية" مشابهة إلى خلايا الأغشية الرقيقة الأخرى. بعد عدة سنوات من التخلف عن الخلايا الميسوبورية من حيث الكفاءة ، أصبحت البيروفسكايت المستوية الآن بنفس الكفاءة.
الهياكل العامة للخلايا التقليدية / المقلوبة المستوية وخلايا البيروفسكايت الميسوبورية (التقليدية).
تتم معالجة فيلم perovskite نفسه إما عن طريق فراغ أو طرق الحل. جودة الفيلم مهمة جدا. في البداية ، أعطت الأفلام المودعة فراغًا أفضل الأجهزة ، لكن هذه العملية تتطلب التبخر المشترك للمكون العضوي (الميثيل الأمونيوم) في نفس الوقت الذي تستخدم فيه مكونات (هاليد الرصاص غير العضوي) ، مما يستلزم غرف تبخر متخصصة غير متوفرة للعديد من الباحثين . كنتيجة لذلك ، بذلت جهود كبيرة لتحسين الأجهزة التي تمت معالجتها بالحلول ، حيث إنها أبسط وتسمح بمعالجة درجات الحرارة المنخفضة ، وهذه الخلايا المودعة فراغًا متساوية الآن من حيث الكفاءة.
عادة ، يتم ترسيب الطبقة النشطة لخلية بيروفسكايت الشمسية من خلال عملية واحدة أو خطوتين. في عملية من خطوة واحدة ، يتم طلاء محلول تمهيد (مثل مزيج من CH 3 NH 3 I و PbI 2 ) ثم يتحول إلى فيلم perovskite عند التسخين. هناك تباين في ذلك هو الطريقة "المضادة للذوبان" ، حيث يتم طلاء محلول السلائف في مذيب قطبي ، ثم يتم إخماده أثناء عملية طلاء الدوران بواسطة مذيب غير قطبي. يلزم توفير توقيت دقيق للإرواء وأحجام مذيبات التبريد لإعطاء الأداء الأمثل. للمساعدة في ذلك ، قمنا ببناء مضخة الحقنة Ossila ، التي سمحت لنا باستخدام عملية التبريد هذه لدفع قيم كفاءة تحويل الطاقة في المنزل إلى أكثر من 16٪.
في العملية المكونة من خطوتين ، يتم تدوير الهاليد المعدني (مثل PbI 2 ) والمكونات العضوية (مثل CH 3 NH 3 I) في أغشية منفصلة لاحقة. بدلاً من ذلك ، يمكن طلاء أغشية الهاليد المعدنية وتصلبها في غرفة مملوءة ببخار المكونات العضوية ، والمعروفة باسم "عملية المحلول بمساعدة الفراغ" (VASP).
غالبًا ما يستخدم تقريب طريقة التبريد المضادة للمذيبات لتغليف البيروفسكايت في عملية من خطوة واحدة من محلول سلائف.
تعتمد معظم البيروفسكايت الحديثة على هيكل موصل شفاف للأكسيد / ETL / Perovskite / HTL / metal ، ويشير كل من ETL و HTL إلى طبقات نقل الإلكترون ونقل الثقوب على التوالي. تشتمل طبقات نقل الفتحة النموذجية على Spiro-OMeTAD أو PEDOT : PSS ، وتشمل طبقات النقل الإلكتروني النموذجي TiO 2 أو SnO 2 . يوفر فهم مستويات الطاقة وتفاعلات المواد المختلفة وتحسينها في هذه الواجهات مجالًا مثيرًا للغاية للبحث لا يزال قيد المناقشة.
القضايا الرئيسية لتصنيع الجهاز العملي للخلايا الشمسية perovskite هي جودة الفيلم وسمك. يجب أن تكون طبقة البيروفسكايت النشطة (النشطة) بسمك عدة مئات من النانومتر - عدة مرات أكثر من الخلايا الكهروضوئية العضوية القياسية ، وقد يكون من الصعب إنشاء مثل هذه الطبقات السميكة ذات التوحيد العالي. ما لم يتم تحسين شروط الترسب وفتحة الصلب الصلب ، ستتكوّن الأسطح الخشنة ذات التغطية غير الكاملة. حتى مع التحسين الجيد ، سيظل هناك خشونة كبيرة على السطح. لذلك ، هناك حاجة أيضًا إلى طبقات واجهة أكثر سمكًا مما قد يتم استخدامه عادة. تم تحقيق تحسينات في جودة الفيلم من خلال مجموعة متنوعة من الأساليب. تتمثل إحدى هذه الطرق في إضافة كميات صغيرة من الأحماض ، مثل حمض الهيدروميودك أو حمض الهيدروبروميك ، والتي تمت مناقشتها سابقًا في منشور حول نقاوة قابلية ذوبان كلوريد الرصاص MAI أو قابلية ذوبان كلوريد الرصاص ، أو فائض سلائف يوديد الرصاص.
من خلال الجهود البحثية المكثفة ، تم تحقيق كفاءات تزيد عن 22٪ باستخدام الطلاء الدوراني ، كما تم تحقيق كفاءات عالية باستخدام تقنيات معالجة الحلول الأخرى (مثل طلاء الفتحات ). هذا يشير إلى أن معالجة الحل على نطاق واسع من perovskites أمر ممكن جدا.
مستقبل البيروفسكايت
من المحتمل أن تركز الأبحاث المستقبلية حول البيروفسكايت على الحد من إعادة التركيب من خلال استراتيجيات مثل التخميل والحد من العيوب ، وكذلك زيادة الكفاءة من خلال إدراج البيروفسكايت ثنائي الأبعاد ومواد الواجهة المحسنة بشكل أفضل. من المحتمل أن تنتقل طبقات استخراج الشحن من المواد العضوية إلى المواد غير العضوية ، لتحسين الكفاءة والاستقرار. من المرجح أن يظل تحسين الاستقرار وتخفيض الأثر البيئي للرصاص من المجالات المهمة.
في حين أن تسويق خلايا بيروفسكايت الشمسية المستقلة لا يزال يواجه عقبات من حيث التصنيع والاستقرار ، فإن استخدامها في الخلايا الترادفية سي-سي / بيروفسكايت تقدم سريعًا (مع تحقيق كفاءات أعلى من 25٪) ومن المحتمل أن ترى perovskites أولاً سوق الكهروضوئية كجزء من هذا الهيكل. خارج الطاقة الشمسية ، لا تزال هناك إمكانية كبيرة لاستخدام البيروفسكايت في تطبيقات أخرى ، مثل الثنائيات الباعثة للضوء والذكريات المقاومة.
Perovskite تلفيق دليل الفيديو
لأولئك الذين بدأوا للتو بحثهم في perovskite ، قمنا بإنتاج دليل فيديو يوضح العملية الكاملة لتصنيع وقياس الخلايا الضوئية perovskite. في مختبراتنا الخاصة ، وصلنا إلى كفاءات تزيد عن 11 ٪ باستخدام هذا الروتين تلفيق معين. يتميز الفيديو أدناه بنموذج أقدم منقطع عن Ossila Spin Coater - لمشاهدة النموذج الحالي ، يمكنك زيارة صفحة المنتج هنا .
منتجات Ossila للخلايا الشمسية Perovskite
توفر منصة الخلايا الشمسية الحائزة على جائزة أوسيلا التي تمنح جوائز ، تطبيقًا علميًا مثاليًا وتأثيرها في أبحاث الخلايا الشمسية. إنها مجموعة متماسكة من الركائز والمواد ومعدات الاختبار كجزء من بنية الإشارة الضوئية القياسية عالية الأداء. إنه يمكّن الباحثين من إنتاج خلايا شمسية عالية الجودة تعمل بكامل طاقتها ويمكن استخدامها كخط أساس موثوق.
بصفتنا باحثين وعلماء ، ندرك مدى استغراق الوقت في اكتساب الخبرة في جميع المواد والعمليات والتقنيات اللازمة لإنتاج جهاز عالي الجودة - وكيف رغم أنه قد يبذل أحيانًا جهودًا غير متناسقة وغير متناسقة نتائج قابلة للإنتاج.
لقد طورنا هذه المنصة بهدف تمكينك من التركيز على بحثك (بدلاً من تصميم / تحديد جميع مكوناتك الخاصة) وتكرار خط أساس الأداء. تتمثل إحدى المزايا المهمة لهذا النظام الأساسي في توفير ركائز ITO سابقة التجهيز ومعدات معالجة فائقة الإنتاجية - مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في معدل الإنتاج لأجهزة الخلايا الشمسية - مما يساعدك على جمع المزيد من البيانات وأسرع بكثير. على هذا النحو ، يمكن اختبار المزيد من أنواع المواد الجديدة أو الاختلافات المعمارية ويمكن جمع المزيد من البيانات الإحصائية - ضمان الاتساق والدقة.
على المستوى الأساسي ، تعتمد معظم الخلايا الشمسية القائمة على البيروفسكايت على ركيزة زجاجية مغلفة بأكسيد شفاف مع كاثود معدني مبخر وتغليف علوي. على هذا النحو ، يتم بالفعل استخدام البنية التحتية الحالية للركيزة ومواد البيروفسكايت في أجهزة البيروفسكايت عالية الأداء التي تمت معالجتها بالحل. إن غلاف الإيبوكسي القياسي الخاص بنا مناسب تمامًا للطبقات الزجاجية أو طبقات الحاجز الأخرى - كما هو مستخدم في ورقة Snaith's Nature 2014.
يتم استخدام Ossila Spin Coater بشكل روتيني لترسيب واجهتنا والطبقات النشطة بدقة عالية وعملية بسيطة.
الرفيق المفيد للغاية لـ Spin Coater (في الصورة أعلاه) هو مضخة الحقنة Ossila . يمكن استخدامه من أجل الاستغناء التلقائي والتبريد لطبقات البيروفسكايت لدينا للحصول على أفلام عالية الجودة. لقد حقق زملاؤنا الأكاديميون أيضًا بعض التقدم المثير في خلايا البيروفسكايت الشمسية التي تمت معالجتها بالحل من خلال طلاء الرش على ركائزنا القياسية. علاوة على ذلك ، يتم تمييز خلايا بيروفسكايت الشمسية باستخدام نظام اختبار Ossila Solar Cell IV ، الذي يقوم تلقائيًا بحساب مقاييس الجهاز ويمكنه إجراء قياسات الثبات.
حبر بيروفسكايت I101 متوفر من Ossila. يتم تعبئتها في 10 قوارير فردية تحتوي على 0.5 مل من محلول. هذا قادر على طلاء ما يصل إلى 160 ركيزة. يمكن أيضًا شراء I101 بكميات كبيرة (30 مل) ، مع خصم 25 ٪ مقارنة بأحجام الطلبات القياسية لدينا.
خلال الأشهر الأخيرة ، عملنا أيضًا مع المتعاونين الأكاديميين لدينا لتقديم المزيد من المنتجات القائمة على البيروفسكايت في السوق ، بما في ذلك: نقاء ميثيل الأمونيوم عالي النقاء ، وميثيل الأمونيوم بروميد ، وفورميد أميديوم إيومايد ، وفورمامينيوم بروميد. لقد أصدرنا أيضًا أول مجموعة من أحبار البيروفسكايت ، وأولها I101 (MAI: PbCl 2 ) ، وقد صُممت لتتم معالجتها في الهواء وأظهرت كفاءة في مختبراتنا تصل إلى 11.7٪. حبرنا الثاني ، I201 (MAI: PbCl 2 : PbI 2 ) مخصص للتصنيع في جو من النيتروجين ، وحتى الآن شهدنا كفاءة تصل إلى 11.8٪. تم تصميم كلا الأحبار لمساعدة عملائنا على الوصول إلى مستويات عالية من الكفاءة بشكل لا يصدق عند البدء أولاً بأبحاث perovskites الخاصة بهم. نحن نضمّن إجراءات معالجة محسّنة باستخدام كلا الأحبار لزيادة النتائج.
