ប្រអប់ស្រោមដៃ Perovskite ជួយសម្រួលដល់ការរៀបចំកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ Perovskite

ចំពេលការផ្លាស់ប្តូរថាមពលជាសាកល កោសិកាថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ perovskite (PSCs) បានលេចចេញជាបច្ចេកវិទ្យាផ្កាយនៅក្នុងជំនាន់ថ្មីនៃ photovoltaics ដោយសារតែគុណសម្បត្តិរបស់ពួកគេដូចជាប្រសិទ្ធភាពនៃការបំប្លែង photoelectric ខ្ពស់ (ប្រសិទ្ធភាពទ្រឹស្តីលើសពី 30%) ដំណើរការផលិតដែលមានតម្លៃទាប និង bandgap អាចលៃតម្រូវបាន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វត្ថុធាតុ perovskite មានភាពរសើបខ្លាំងចំពោះកត្តាបរិស្ថានដូចជា សំណើម អុកស៊ីហ្សែន និងធូលី ដែលចាំបាច់ត្រូវរៀបចំនៅក្នុងបរិស្ថានដែលការពារដោយឧស្ម័នអសកម្ម និងស្អាតខ្លាំង។ នេះ។ ប្រអប់ស្រោមដៃ perovskite ជាឧបករណ៍សំខាន់ក្នុងវិស័យនេះ រួមបញ្ចូលការបូមធូលី ការគ្រប់គ្រងបរិស្ថានស្អាត និងដំណើរការដែលបិទជិតយ៉ាងពេញលេញ ដោយផ្តល់នូវវេទិកាពិសោធន៍ដែលមានស្ថេរភាព និងអាចគ្រប់គ្រងបានសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ ការអភិវឌ្ឍន៍ និងឧស្សាហូបនីយកម្មនៃកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ perovskite ។

ចាប់តាំងពីការសម្រេចបាននូវប្រសិទ្ធភាពនៃការបំប្លែង photoelectric នៃ 3.8% ជាលើកដំបូងក្នុងឆ្នាំ 2009 ប្រសិទ្ធភាពនៃកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ perovskite បានលើសពី 25% ក្នុងរយៈពេលត្រឹមតែជាងមួយទសវត្សរ៍ ដោយខិតជិតដល់ដែនកំណត់ទ្រឹស្តីនៃកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន។ គុណសម្បត្តិរបស់ពួកគេគឺ៖

Tunable bandgap៖ ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពតាមរយៈវិស្វកម្មសមាសភាពអនុញ្ញាតឱ្យការស្រូបយកវិសាលគមពេញលេញ។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយបញ្ហាស្ថេរភាពនៃសម្ភារៈ perovskite (ដូចជាការរិចរិលដែលបណ្តាលមកពីសំណើម អុកស៊ីសែន និងពន្លឺ) នៅតែជាឧបសគ្គចម្បងក្នុងការធ្វើពាណិជ្ជកម្មរបស់ពួកគេ។ កំឡុងពេលរៀបចំ សំណើម អុកស៊ីសែន និងធូលីនៅក្នុងបរិយាកាសជុំវិញអាចបណ្តាលឱ្យមានពិការភាពនៅក្នុងខ្សែភាពយន្ត perovskite ធ្វើឱ្យខូចមុខងារឧបករណ៍។ ហេតុដូច្នេះហើយ ប្រអប់ស្រោមដៃបានក្លាយជាឧបករណ៍សំខាន់សម្រាប់ការផលិតកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ perovskite ។

ប្រអប់ស្រោមដៃ perovskite មានម៉ូឌុលសំខាន់ពីរ៖ ប្រព័ន្ធបូមធូលីខ្ពស់ និងប្រអប់ស្រោមដៃឧស្ម័នអសកម្មដែលបិទជិតយ៉ាងពេញលេញ។ ការរួមបញ្ចូលដោយគ្មានថ្នេរសម្រេចបាននូវដំណើរការបិទជិតដែលគ្របដណ្តប់ 'preparation-encapsulation-testing'៖

1. ការដាក់បញ្ចូលបូមធូលីរួមបញ្ចូលគ្នា៖ ប្រអប់ស្រោមដៃត្រូវបានរួមបញ្ចូលជាមួយប្រព័ន្ធបូមធូលី។ ខ្សែភាពយន្តស្តើងអាចដាក់ក្នុងបន្ទប់រំហួតដោយសុញ្ញកាសខ្ពស់ អមដោយការស្តុកទុកគំរូ ការរៀបចំ និងការត្រួតពិនិត្យនៅខាងក្នុងប្រអប់ស្រោមដៃ។ ការរចនានេះសម្រេចបាននូវឯករភជប់ពេញលេញសម្រាប់ដំណើរការដូចជាការហួត ការរុំព័ទ្ធ និងការធ្វើតេស្ត ដោយលុបបំបាត់ឥទ្ធិពលនៃបរិយាកាសលើវត្ថុធាតុ perovskite ។

2. ប្រព័ន្ធតម្រងស្អាតជ្រុល៖ បំពាក់ដោយប្រព័ន្ធចម្រោះទឹកស្អាតជ្រុល FFU (Fan Filter Unit) រួមបញ្ចូលគ្នា។ ឧស្ម័ននៅក្នុងប្រអប់ស្រោមដៃឆ្លងកាត់កង្ហារដកធូលី និងធាតុតម្រងប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ (U15 ប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ជ្រុល ឬតម្រងប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ H14) បង្កើតលំហូរឡាមីណាពីលើចុះក្រោម។ ខ្យល់ចេញពីផ្នែកខាងក្រោមនៃអង្គជំនុំជម្រះត្រូវបានបញ្ជូនត្រឡប់ទៅប្រព័ន្ធចម្រោះវិញតាមរយៈបំពង់ ដែលធានាបាននូវស្តង់ដារអនាម័យឈានដល់កម្រិតថ្នាក់ទី 10 ឬថ្នាក់ 100 ។

3. Inert Atmosphere & Temperature Control: ផ្នែកខាងក្នុងប្រអប់ស្រោមដៃត្រូវបានបំពេញដោយឧស្ម័នអសកម្មដូចជា អាសូត ឬ argon ដើម្បីការពារទំនាក់ទំនងរវាងវត្ថុធាតុ perovskite និងអុកស៊ីសែន ឬសំណើម។ សម្រាប់ដំណោះស្រាយការត្រៀមលក្ខណៈដែលងាយនឹងសីតុណ្ហភាព ម៉ាស៊ីនត្រជាក់អាចត្រូវបានបន្ថែមដើម្បីគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពខាងក្នុងយ៉ាងជាក់លាក់ចន្លោះពី 15-20°C ដោយធានាបាននូវលក្ខខណ្ឌពិសោធន៍មានស្ថេរភាព។

ប្រអប់ស្រោមដៃ Perovskite ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការរៀបចំកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ perovskite, OLEDs (Organic Light-Emitting Diodes), PLEDs (Polymer Light-Emitting Diodes) និងឧបករណ៍ semiconductor ។ ការយកកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ perovskite ជាឧទាហរណ៍ ដំណើរការរៀបចំរួមមាន:

ការសម្អាតស្រទាប់ខាងក្រោម៖ ប្រអប់ស្រោមដៃ perovskite ផ្តល់នូវបរិយាកាសស្អាត និងមានស្ថេរភាពខ្ពស់សម្រាប់ការសម្អាតស្រទាប់ខាងក្រោមកញ្ចក់ដែលមានតម្លាភាព (ឧទាហរណ៍ FTO ឬ ITO) ។ នៅក្នុងប្រអប់ស្រោមដៃ ភាពកខ្វក់ពីខាងក្រៅដូចជាធូលី និងសំណើមត្រូវបានជៀសវាងយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព ដោយធានាថាដំណើរការសម្អាតនៅតែមិនមានកខ្វក់។ ភាពមិនបរិសុទ្ធលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោមអាចធ្វើឱ្យខូចភាពស្អិតជាប់រវាងខ្សែភាពយន្ត perovskite និងស្រទាប់ខាងក្រោម កាត់បន្ថយដំណើរការកោសិកាជាបន្តបន្ទាប់។

ការផ្ទុកសម្ភារៈ៖ ដំណោះស្រាយមុនគេរបស់ Perovskite មានភាពរសើបខ្លាំងចំពោះបរិស្ថាន ហើយងាយនឹងប្រតិកម្មជាមួយនឹងសំណើមបរិយាកាស និងអុកស៊ីសែន ដែលនាំទៅដល់ការរិចរិលនៃដំណើរការ។ បរិយាកាសឧស្ម័នអសកម្មដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់នៅខាងក្នុងប្រអប់ស្រោមដៃ perovskite ផ្តល់នូវទីតាំងផ្ទុកដ៏ល្អ។ ការរក្សាទុកដំណោះស្រាយនៅក្នុងប្រអប់ស្រោមដៃ ធ្វើឱ្យពួកវាដាច់ឆ្ងាយពីបរិយាកាសជុំវិញ ដោយធានាបាននូវស្ថេរភាពសម្ភារៈ។ នេះធានាថាដំណោះស្រាយ precursor perovskite រក្សាសកម្មភាពល្អក្នុងអំឡុងពេលរៀបចំខ្សែភាពយន្តដែលអនុញ្ញាតឱ្យផលិតកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ perovskite ដែលមានគុណភាពខ្ពស់។

ថ្នាំកូតសូលុយស្យុង៖ ការអនុវត្តប្រតិបត្តិការថ្នាំកូតសូលុយស្យុង perovskite នៅក្នុងប្រអប់ស្រោមដៃធានាថាដំណើរការនេះមិនប៉ះពាល់ដោយកត្តាបរិស្ថានខាងក្រៅ។ មិនថាការប្រើថ្នាំកូត blade, blading វេជ្ជបណ្ឌិត, ឬវិធី coating spin, បរិស្ថានឧស្ម័នស្ថិរភាព និងភាពស្អាតស្អំខ្ពស់នៅខាងក្នុងប្រអប់ស្រោមដៃធានាថាដំណោះស្រាយ perovskite ត្រូវបាន coated ស្មើភាពគ្នានៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមដោយមិនរួមបញ្ចូលមិនបរិសុទ្ធ។ ឯកសណ្ឋាននៃថ្នាំកូតប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើគុណភាព និងដំណើរការនៃខ្សែភាពយន្ត perovskite ហើយជាលទ្ធផល ប្រសិទ្ធភាពនៃការបំប្លែង photoelectric នៃកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ។

ការព្យាបាលកំដៅ៖ ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលស្រោបត្រូវបានដាក់នៅលើចានក្តៅ ឬក្នុងឡដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់សម្រាប់ annealing ដើម្បីបង្កើតជាខ្សែភាពយន្ត perovskite ក្រាស់។

អេឡិចត្រូតដែលមានតម្លាភាព៖ ប្រអប់ស្រោមដៃ perovskite ផ្តល់នូវបរិយាកាសប្រតិបត្តិការដែលមានស្ថេរភាពកំឡុងពេលកម្មវិធី និងកំដៅកំដៅនៃអុកស៊ីដដែលមានតម្លាភាព (ឧទាហរណ៍ ITO) ទៅលើកញ្ចក់ conductive ឬខ្សែភាពយន្តដើម្បីបង្កើតជាអេឡិចត្រូត។ ភាពស្អាតនៅក្នុងប្រអប់ស្រោមដៃធានាថាថ្នាំកូត ITO នៅតែមិនមានជាតិពុលដោយភាពមិនស្អាត ធានានូវចរន្តអេឡិចត្រូត និងស្ថេរភាព។ ក្នុងពេលដំណាលគ្នាបរិយាកាសឧស្ម័នអសកម្មការពារការកត់សុីនៃសម្ភារៈអេឡិចត្រូតកំឡុងពេលកំដៅ។ នេះធានាថាអេឡិចត្រូតបង្កើតជាផ្លូវចរន្តល្អបន្ទាប់ពីការជួបប្រជុំគ្នាជាមួយស្រទាប់ perovskite បញ្ជូនចរន្តប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព និងបង្កើនដំណើរការកោសិកាទាំងមូល។

ស្រទាប់បំលែង photoelectric៖ សីតុណ្ហភាពមានស្ថេរភាព សំណើម និងបរិយាកាសជាក់លាក់នៅក្នុងប្រអប់ស្រោមដៃធានានូវឯកសណ្ឋាន និងស្ថេរភាពនៃសម្ភារៈស្រទាប់បំប្លែង photoelectric កំឡុងពេលលាប ការពារប្រតិកម្មជាមួយសារធាតុដូចជាទឹក និងអុកស៊ីហ្សែន ដែលអាចប៉ះពាល់ដល់ប្រសិទ្ធភាពនៃការបំប្លែង photoelectric របស់ PSC។

ឧបករណ៍ដំឡើង៖ ក្នុងអំឡុងពេលនៃការផ្គុំកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ perovskite បរិយាកាសឧស្ម័នដែលបិទជិត ស្អាត និងអសកម្មដែលបង្កើតឡើងដោយប្រអប់ស្រោមដៃ perovskite ការពារការចូលនៃសារធាតុកខ្វក់ដូចជាធូលី សំណើម និងអុកស៊ីហ៊្សែន ដោយធានាបាននូវទំនាក់ទំនងល្អរវាងសមាសធាតុកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ perovskite ផ្សេងៗ។