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Células solares feitas de perovskitas de haleto metálico alcançam alta eficiência e sua produção de tintas líquidas requer apenas uma pequena quantidade de energia. Uma equipe liderada pela Prof. Dra. Eva Unger no Helmholtz-Zentrum Berlin está investigando o processo de produção. Na fonte de raios X BESSY II, o grupo analisou a composição ideal de tintas precursoras para a produção de FAPbI de alta qualidade3 filmes finos de perovskita por revestimento por ranhura. As células solares produzidas com essas tintas foram testadas em condições reais de campo por um ano e ampliadas para o tamanho de um minimódulo.
As perovskitas de haleto metálico são consideradas uma classe de materiais promissora e de baixo custo para a próxima geração de módulos solares. As células solares de perovskita podem ser produzidas com processos de revestimento usando tintas líquidas feitas de materiais precursores e vários solventes. Após o revestimento, os solventes evaporam e as perovskitas cristalizam para formar uma camada mais ou menos homogênea.
Opções de upscaling
A equipe da Prof. Dra. Eva Unger no Helmholtz-Zentrum Berlin possui ampla experiência em métodos de processamento baseados em soluções e está investigando opções para aumento de escala. “A fotovoltaica de perovskita é a melhor tecnologia fotovoltaica processável disponível”, diz Eva Unger, “mas estamos apenas começando a entender como a complexa interação dos componentes do solvente afeta a qualidade das camadas de perovskita”.
Variações de viscosidade
Isso ocorre porque quando as camadas de perovskita haleto são revestidas em grandes superfícies, podem ocorrer inomogeneidades indesejadas, por exemplo, as chamadas nervuras estruturas. “Ao variar a viscosidade da tinta, esses efeitos podem ser minimizados”, diz Jinzhao Li, que está fazendo seu doutorado com Unger. No BESSY II, ele investigou como diferentes combinações de solventes afetam a cristalização dos filmes de perovskita. O melhor pino-FAPbI3 as células solares de perovskita atingem assim uma eficiência certificada de 22,3% em escala de laboratório. Jinzhao Li também produziu mini módulos solares (área ativa de 12,6 cm2) com colegas do laboratório de inovação HySPRINT e PVcomB, que alcançaram eficiências de cerca de 17%.
Teste ao ar livre por um ano
A equipe da Dra. Carolin Ulbrich testou as células solares otimizadas na instalação de testes ao ar livre da PVcomB por um ano inteiro: No processo, a eficiência permaneceu quase estável no inverno e na primavera, e caiu apenas nos meses mais quentes do verão. “Esses testes de módulos maiores em condições reais nos fornecem informações valiosas sobre os mecanismos de degradação para melhorar ainda mais a estabilidade a longo prazo dos fotovoltaicos de haleto perovskita”, diz Eva Unger.
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