انقلاب در کاربرد سلول‌های خورشیدی؛ افزایش استخراج بار و عملکرد کلی

به گزارش گروه دانش و فناوری، محققان آمریکایی یک سلول خورشیدی پروسکیتی با یک لایه حمل و نقل الکترونی (ETL) را با استفاده از نانوذرات قلع دوپ شده با یتریوم (SNO۲) ساختند.

تاد دروفل از محققان این پروژه توضیح داد: این سلول برای تولید انبوه مناسب است و یک استارتاپ انشعاب یافته از دانشگاه لوئیزویل به نام سوفاب (Sofab) در حال کار روی تجاری‌سازی این فناوری است. وزارت انرژی آمریکا هم مبلغ ۲۰۰ هزار دلار کمک حمایتی در قالب چالش راه اندازی سلول خورشیدی پروسکیتی به این استارتاپ کرده است.

محققان تاکید کردند: لایه حمل و نقل الکترونی مبتنی بر نانوذرات قلع دوپ شده با یتریوم از کارکرد در دمای پایین، پایداری نوری مناسب، پایداری شیمیایی بالا، هدایت الکترونیکی بالا، شفافیت نوری خوب، شکاف باند گسترده و تراز باند مطلوب برخوردار هستند

آنها خاطرنشان کردند: علاوه بر این، شکاف باند نوری گسترده و قابل تنظیم و باند هدایت عمیق (۴/۴ ولت) در SNO۲ موجب تزریق بار بهینه در سلول خورشیدی می‌شود.

محققان نانوذرات اکسید قلع دوپ شده با یتریوم را سنتز کرده و از آن برای بهبود خواص الکترونیکی سلول خورشیدی استفاده کردند. همچنین استفاده از این نانوذرات، شرایط آنیلینگ در دمای کم مورد نیاز برای ساخت سلول‌های پروسکیتی بر روی بسترهای ساخته شده از پلی اتیلن تفاتالات (PET) را فراهم می‌کند.

این سلول دارای معماری P-I-N بوده و از یک منطقه فعال یک دهم سانتی‌متر مربعی برخوردار است. این سلول دارای بستر انعطاف پذیر ساخته شده از اکسید قلع ایندیم (ITO) و PET بوده و از یک لایه حمل و نقل حفره (HTL) از جنس پلی تریالامین (PTAA)، یک لایه سطحی ساخته شده از پلیمر PFN، جذب کننده پروسکیت، یک لایه بافر Bathocuproine (BCP) و سیم فلزی از جنس نقره (AG) برخوردار است.

این گروه چندین سلول را در شرایط روشنایی استاندارد آزمایش کردند و دریافتند که این سامانه به یک بازدهی تبدیل قدرت ۱۶٫۵ درصد ولتاژ مدار باز ۱٫۰۸ ولت، جریان اتصال کوتاه ۲۲٫۴۰ میلی‌آمپر بر سانتی‌متر مربع و یک ضریب پر کردن ۶۸٫۴ دست یافت.