Australští vědci demonstrovali flexibilní perovskitový solární článek využívající procesy „tisku“ kompatibilní s roll-to-roll. Takové solární články by se mohly potenciálně používat ve výrobě ve velkém měřítku. Za zmínku stojí zejména vývoj životaschopného procesu roll-to-roll pro nanášení elektrodové vrstvy, což se doposud zdálo jako velká výzva. Články vyrobené tímto způsobem dosáhly maximální účinnosti 16,7 %.
Rolovací solární článek
Zatímco perovskitové solární články dosáhly působivých úspěchů v laboratorním prostředí, jejich převedení na procesy, aby mohly být použité ve výrobě ve velkém měřítku, je velmi odlišný příběh. Perovskity také přinášejí potenciál pro vyšší účinnost flexibilních perovskitových solárních článků, které by mohly otevřít mnoho nových aplikací pro solární energii.
Proces roll-to-roll, který zahrnuje roli plastu nebo jiného flexibilního materiálu, je potenciálním nízkonákladovým přístupem k výrobě flexibilních perovskitů. Nicméně přidání elektrodové vrstvy v procesu kompatibilním s nastavením roll-to-roll se ukázalo jako zvláštní výzva.
Proces roll-to-roll
Na to se zaměřili vědci z australské organizace Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization. Snažili se vyvinout proces, který by mohl nanášet elektrodové vrstvy bez potřeby rozpouštědel nebo tepelných úprav, které potenciálně poškozují i vrstvu perovskitu.
„Výměna tepelně odpařené kovové elektrody se stává velkou výzvou, kterou musíme třeba překonat. Je také klíčem k realizaci flexibilních plně potištěných PSC,“ uvedla skupina. „To je zvláště důležité, protože kovová elektroda používaná téměř výhradně v rekordních PSC je vakuově odpařené zlato. To představuje asi 70 % nákladů na modul PSC.“
Skupina vyvinula proces, ve kterém je elektroda vyrobená z uhlíku a stříbra. Nejprve se vyrobí na odnímatelném plastovém (PET) substrátu a poté přitlačená na horní část perovskitového solárního článku. PET vrstva se poté odstraní a může se znovu použít. Vědci popsali proces a výsledný solární článek v dokumentu „Vakuové a bezrozpouštědlové nanášení elektrod pro perovskitové solární články vyráběné Roll-to-Roll“. Tento proces popsali nedávno v publikaci Advanced Energy Materials.
Účinné solární články
Vzhledem k tomu, že krok předběžné úpravy elektrodové vrstvy před jejím nanesením na článek eliminuje rozpouštědla v použitých pastách, lze tento proces nazvat „bez rozpouštědel“. Vědci mohou být schopní pracovat s tiskovými pastami, které jinak nejsou vhodné pro perovskitové materiály. Zbytek buňky sestavili pomocí zavedenějších technik roll-to-roll a poté ji podrobili sérii testů.
Nejlepší z vyrobených článků dosáhl účinnosti 16,7 %, což skupina prohlašuje za rekord pro takové zařízení. Při dalším testování se články zapouzdřily jiným flexibilním plastovým materiálem, nezaznamenaly žádnou významnou ztrátu výkonu po 24 hodinách při konstantním osvětlení jedním sluncem v okolní vnitřní atmosféře. Pružné články, tentokrát bez zapouzdření, se také podrobily sérii ohybových testů, přičemž si po 3 000 konvexních ohybech zachovaly lepší než 90 % svého původního výkonu. Po 3 000 konkávních ohybech klesly těsně pod 80 %.
Zdroje: pv-magazine, Towpoint
