स्रोत: ossila.com
पेरोसाइट सौर कोशिकाओं के तेजी से सुधार ने उन्हें फोटोवोल्टिक्स की दुनिया का उभरता सितारा और अकादमिक समुदाय के लिए बहुत बड़ी दिलचस्पी बना दिया है। चूंकि उनके संचालन के तरीके अभी भी अपेक्षाकृत नए हैं, इसलिए बुनियादी भौतिकी और पर्कोवसाइट्स के आसपास रसायन विज्ञान में आगे अनुसंधान के लिए बहुत अच्छा अवसर है। इसके अलावा, जैसा कि पिछले कुछ वर्षों में दिखाया गया है - पर्कोसाइट फॉर्मूलेशन और फैब्रिकेशन रूटीन के इंजीनियरिंग सुधारों ने जून 2018 तक 23% से अधिक तक पहुंचने वाले हाल के उपकरणों के साथ, बिजली रूपांतरण दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि की है।
Perovskites क्या हैं?
क्यों Perovskite सौर सेल इतना महत्वपूर्ण हैं?
क्या मुद्दे Perovskites चेहरा करते हैं?
Perovskite सौर कोशिकाओं के निर्माण और मापन
पेरोवोसाइट्स का भविष्य
Perovskite निर्माण वीडियो गाइड
Perovskite Solar Cells के लिए Ossila Products
संदर्भ
आगे की पढाई
Perovskites क्या हैं?
शब्द "पेरोसाइट" और "पेरोसाइट संरचना" अक्सर परस्पर विनिमय के लिए उपयोग किए जाते हैं। तकनीकी रूप से, एक पर्कोव्साइट एक प्रकार का खनिज है, जिसे पहले यूराल पर्वत में पाया गया था और इसका नाम लेव पेरोव्स्की (जो रूसी भौगोलिक समाज के संस्थापक थे) के नाम पर रखा गया था। एक पेरोसाइट संरचना कोई भी यौगिक है जिसकी संरचना पेरोसाइट खनिज के समान है।
ट्रू पर्टोसाइट (खनिज) कैटिओ 3 के रूप में कैल्शियम, टाइटेनियम और ऑक्सीजन से बना है। इस बीच, एक पर्कोव्साइट संरचना कुछ भी है जिसमें जेनेरिक रूप ABX 3 और पेरोसाइट (खनिज) के रूप में एक ही क्रिस्टलोग्राफिक संरचना है। हालाँकि, चूंकि सौर सेल की दुनिया में अधिकांश लोग खनिजों और भूविज्ञान के साथ शामिल नहीं हैं, इसलिए पेकोव्साइट और पेकोव्साइट संरचना का उपयोग किया जाता है।
पर्कोव्साइट जाली व्यवस्था नीचे प्रदर्शित की गई है। क्रिस्टलोग्राफी में कई संरचनाओं के साथ, इसे कई तरीकों से दर्शाया जा सकता है। पेरोसाइट के बारे में सोचने का सबसे सरल तरीका क्यूब के केंद्र में टाइप ए का एक बड़ा परमाणु या आणविक उद्धरण (सकारात्मक रूप से चार्ज) है। क्यूब के कोनों को परमाणुओं B (सकारात्मक रूप से आवेशित cations) पर भी कब्जा कर लिया जाता है और क्यूब के चेहरों पर एक छोटे परमाणु X का ऋणात्मक आवेश (आयन) होता है।
प्रपत्र ABX3 की एक सामान्य perovskite क्रिस्टल संरचना। ध्यान दें कि दो संरचनाएं समतुल्य हैं - बाएं हाथ की संरचना इसलिए खींची जाती है कि परमाणु B <0,0,0> स्थिति पर है जबकि दाहिने हाथ की संरचना खींची गई है ताकि परमाणु (या अणु) A <पर है="" 0,0,0=""> स्थिति। यह भी ध्यान दें कि रेखाएं संबंध बनाने के बजाय क्रिस्टल अभिविन्यास का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक मार्गदर्शिका हैं।
इस आधार पर कि संरचना में परमाणुओं / अणुओं का उपयोग किया जाता है, पर्कोव्इट्स में सुपरकंडक्टिविटी, विशाल मैग्नेटोरेसिस्टेंस, स्पिन-डिपेंडेंट ट्रांसपोर्ट (स्पिनट्रॉनिक्स) और उत्प्रेरक गुणों सहित दिलचस्प गुणों का एक प्रभावशाली सरणी हो सकता है। इसलिए पेरोवेसाइट्स भौतिकविदों, रसायनज्ञों और भौतिक वैज्ञानिकों के लिए एक रोमांचक खेल का मैदान है।
2012 में पहली बार ठोस अवस्था वाली सौर कोशिकाओं में पर्कोवेट्स का सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था, और तब से अधिकांश कोशिकाओं ने सामान्य पेरोसाइट रूप एबीएक्स 3 में सामग्रियों के निम्नलिखित संयोजन का उपयोग किया है :
ए = एक कार्बनिक कटियन - मिथाइलमोनियम (सीएच 3 एनएच 3 + ) या फॉर्मिमिडीनियम (एनएच 2 सीएचएनएच २ + )
बी = एक बड़ा अकार्बनिक उद्धरण - आमतौर पर लीड (II) (Pb 2+ )
एक्स 3 = थोड़ा छोटा हलोजन आयन - आमतौर पर क्लोराइड (Cl - ) या आयोडाइड (I - )
चूंकि यह एक अपेक्षाकृत सामान्य संरचना है, इसलिए इन पर्कोव्साइट-आधारित उपकरणों को कई अलग-अलग नामों से भी दिया जा सकता है, जो या तो सामग्री के एक सामान्य वर्ग या एक विशिष्ट संयोजन का उल्लेख कर सकते हैं। इसके एक उदाहरण के रूप में, हमने एक मूल संरचना से कितने नाम बनाए जा सकते हैं, इस पर प्रकाश डालने के लिए नीचे दी गई तालिका बनाई है।
ए | बी | एक्स 3 |
ओर्गेनो | धातु | ट्राइहलाइड (या ट्राइहलाइड) |
Methylammonium | लीड | आयोडाइड (या ट्रायोडाइड) |
Plumbate | क्लोराइड (या ट्राइक्लोराइड) |
पर्कोव्इट 'नेम-पिकिंग' टेबल : मान्य नाम के साथ आने के लिए कॉलम A, B या X 3 में से कोई एक आइटम चुनें। उदाहरणों में शामिल हैं: ऑर्गेनो-लेड-क्लोराइड्स, मिथाइलमोनियम-मेटल-ट्राइहलाइड्स, ऑर्गेनो-प्लंबेट-आयोडाइड्स आदि।
तालिका प्रदर्शित करती है कि संभावित सामग्री / संरचना संयोजन के लिए पैरामीटर स्थान कितना विशाल है, क्योंकि कई अन्य परमाणु / अणु हैं जिन्हें प्रत्येक स्तंभ के लिए प्रतिस्थापित किया जा सकता है। ऑप्टिकल और इलेक्ट्रॉनिक दोनों गुणों (जैसे बैंडगैप और कम्प्रेशर स्पेक्ट्रा, गतिशीलता, प्रसार लंबाई, आदि) के निर्धारण के लिए सामग्री संयोजन की पसंद महत्वपूर्ण होगी। लैब में कॉम्बीनेटरियल स्क्रीनिंग द्वारा एक सरल ब्रूट-फोर्स ऑप्टिमाइज़ेशन अच्छा पेरोसाइट संरचनाओं को खोजने में बहुत अक्षम होने की संभावना है।
अधिकांश कुशल पेर्कोवेट्स समूह IV (विशेष रूप से, सीसा) धातु हलाइड्स पर आधारित हैं, और इससे आगे बढ़ना चुनौतीपूर्ण साबित हुआ है। यह संभव है कि वर्तमान में उपलब्ध ज्ञान की तुलना में अधिक गहराई से ज्ञान संभव है ताकि पूरी तरह से संभावित पेरोसाइट संरचनाओं की सीमा का पता लगाया जा सके। लीड-आधारित पेरोसाइट-आधारित सौर कोशिकाएं विशेष रूप से कई कारकों के कारण अच्छी होती हैं, जिनमें दृश्य शासन में मजबूत अवशोषण, लंबे चार्ज-वाहक प्रसार लंबाई, एक ट्यून करने योग्य बैंड अंतराल और आसान निर्माण (उच्च दोष सहिष्णुता के कारण) और कम तापमान पर प्रक्रिया करने की क्षमता)।
क्यों Perovskite सौर सेल इतना महत्वपूर्ण हैं?
दो प्रमुख रेखांकन हैं जो प्रदर्शित करते हैं कि 2012 के बाद से पेरोसाइट सौर कोशिकाओं ने इतने कम समय में इतना ध्यान आकर्षित क्यों किया है। इनमें से पहला ग्राफ (जो NREL सौर सेल दक्षता चार्ट से लिए गए डेटा का उपयोग करता है) 1 पेरोसाइट की शक्ति रूपांतरण क्षमता प्रदर्शित करता है। उभरते फोटोवोल्टिक अनुसंधान प्रौद्योगिकी की तुलना में हाल के वर्षों में आधारित उपकरणों, और पारंपरिक पतली फिल्म फोटोवोल्टिक भी।
अपेक्षाकृत कम समय में अधिकांश अन्य तकनीकों की तुलना में ग्राफ एक उल्का वृद्धि को दर्शाता है। उनकी सफलता के 4 वर्षों के भीतर, पेरोविसाइट सौर कोशिकाओं ने कैडमियम टेलुराइड (CdTe) की क्षमता को बराबर कर दिया था, जो लगभग 40 वर्षों से अधिक समय से है। इसके अलावा, जून 2018 तक वे अब अन्य सभी पतली-फिल्म, गैर-सांद्रक प्रौद्योगिकियों - CdTe और कॉपर इंडियम गैलियम सेलेनाइड (CIGS) को पार कर चुके हैं। यद्यपि यह तर्क दिया जा सकता है कि सौर सेल अनुसंधान के लिए अधिक संसाधन और बेहतर बुनियादी ढांचे पिछले कुछ वर्षों में उपलब्ध हैं, पेरोसाइट सौर सेल दक्षता में नाटकीय वृद्धि अभी भी अविश्वसनीय रूप से महत्वपूर्ण और प्रभावशाली है।
अन्य प्रकार के फोटोवोल्टेइक की तुलना में पेरोविसाइट सौर सेल एक अभूतपूर्व दर से बिजली रूपांतरण दक्षता में वृद्धि हुई है। हालांकि यह आंकड़ा केवल प्रयोगशाला-आधारित "हीरो कोशिकाओं" का प्रतिनिधित्व करता है, यह महान वादा करता है।
नीचे की ओर दूसरा मुख्य ग्राफ टेक्नोसैट की एक सीमा के लिए बैंड गैप की तुलना में ओपन-सर्किट वोल्टेज है जो पेर्कोवेट्स के खिलाफ प्रतिस्पर्धा करता है। यह ग्राफ दर्शाता है कि प्रकाश से बिजली तक रूपांतरण प्रक्रिया में फोटॉन की ऊर्जा कितनी खो जाती है। मानक एक्साइटोनिक-आधारित, कार्बनिक-आधारित सौर कोशिकाओं के लिए, यह नुकसान अवशोषित ऊर्जा के 50% के रूप में अधिक हो सकता है, जबकि पेरोसाइट सौर कोशिकाओं को नियमित रूप से 70% फोटॉन ऊर्जा उपयोग से अधिक होता है, और आगे भी बढ़ने की क्षमता है। 4
यह अत्याधुनिक तकनीकों (जैसे GaAs) के मूल्यों के करीब पहुंच रहा है, लेकिन कम लागत पर। क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल, दक्षता और लागत के मामले में यकीनन पेर्कोव्हीट्स के सबसे करीबी तुलनाकर्ता हैं, जो पहले से ही अत्याधुनिक GaAs से 1000 गुना सस्ते हैं। 5 पर्कोवित्स में इससे भी सस्ता बनने की क्षमता है।
सामान्य एकल जंक्शन सौर कोशिकाओं सामग्री प्रणालियों के लिए अधिकतम फोटॉन ऊर्जा उपयोग (ऑप्टिकल बैंडगैप एग द्वारा विभाजित ओपन सर्किट वोल्टेज वोक के रूप में परिभाषित)। NREL दक्षता तालिकाओं में विस्तृत कला कोशिकाओं की स्थिति से गणना।
क्या मुद्दे Perovskites चेहरा करते हैं?
वर्तमान में पेरोसाइट्स के क्षेत्र में सबसे बड़ा मुद्दा दीर्घकालिक अस्थिरता है। यह पानी, प्रकाश और ऑक्सीजन जैसे बाहरी कारकों को शामिल करने वाले विकृति मार्गों के कारण दिखाया गया है: और आंतरिक अस्थिरता के परिणामस्वरूप भी, जैसे कि सामग्री के गुणों के कारण हीटिंग पर गिरावट। पेरोसाइट पतित होने के कारणों के अवलोकन के लिए, ओसिला की मार्गदर्शिका देखें।
स्थिरता में सुधार करने के लिए कई रणनीति का प्रस्ताव किया गया है, सबसे सफलतापूर्वक घटक पसंद बदलकर। मिश्रित-राशन प्रणालियों (उदाहरण के लिए रूबिडियम या सीज़ियम जैसे अकार्बनिक उद्धरण शामिल करके) का उपयोग करके स्थिरता और दक्षता दोनों में सुधार दिखाया गया है। 20% से अधिक दक्षता वाली पहली पेरोसाइट कोशिकाएं एक मिश्रित कार्बनिक राशन प्रणाली का उपयोग करती हैं, और हाल ही में प्रकाशित कई उच्चतम-दक्षता प्रणालियां अकार्बनिक घटकों का उपयोग करती हैं। हाइड्रोफोबिक, यूवी-स्थिर इंटरफेसियल परतों की ओर आंदोलन में भी स्थिरता में सुधार हुआ है - उदाहरण के लिए , टीआईओ 2 की जगह , जो यूवी क्षरण के लिए अतिसंवेदनशील है, SnO 2 के साथ स्थिरता भी सतह मार्ग के उपयोग के माध्यम से सुधार किया गया है और पारंपरिक 3 डी पर्कोसाइट्स के साथ 2 डी-लेयर्ड (रुडल्सडेन-पॉपर) पेर्कोवेट्स (जो बेहतर आंतरिक स्थिरता दिखाते हैं, लेकिन खराब प्रदर्शन)। ये प्रयास (बेहतर एनकैप्सुलेशन जैसे कारकों के साथ) अपने प्रारंभिक परिचय के बाद से पर्कोवाइट्स की स्थिरता में काफी सुधार हुआ है, और जीवनकाल औद्योगिक मानकों को पूरा करने के अपने रास्ते पर है - हाल ही में काम के साथ एक 1000 घंटे की नम गर्मी परीक्षण का सामना करने में सक्षम कोशिकाओं को दिखा रहा है। पेरोसाइट स्थिरता में सुधार करने के तरीकों की अधिक गहन चर्चा के लिए , ओसिला की मार्गदर्शिका देखें।
एक सामान्य 2 डी पेरोसाइट संरचना (दाएं) की तुलना में पारंपरिक 3 डी पेर्कोवसाइट (बाएं)।
अभी तक पूरी तरह से संबोधित किया जाने वाला एक और मुद्दा पर्कोसाइट यौगिकों में सीसा का उपयोग है। हालांकि इसका उपयोग बहुत कम मात्रा में किया जाता है, जो वर्तमान में सीसा या कैडमियम-आधारित बैटरियों में मौजूद हैं, वाणिज्यिक उपयोग के लिए उत्पादों में सीसे की मौजूदगी समस्याग्रस्त है। जहरीले सीसे के यौगिकों के संपर्क में आने के बारे में अभी भी चिंता का विषय है (पर्यावरण में पेरोसाइट की लीचिंग के माध्यम से), और कुछ अध्ययनों ने सुझाव दिया है कि बड़े पैमाने पर पर्कोव्साइट्स के कार्यान्वयन में गिरावट उत्पादों के पूर्ण नियंत्रण की आवश्यकता होगी। इसके विपरीत, अन्य जीवन चक्र के आकलन ने कोशिका में अन्य सामग्रियों (जैसे कैथोड) की तुलना में सीसा के विषाक्तता प्रभाव को नगण्य पाया है।
एक लीड विकल्प के लिए पेरोसाइट सौर कोशिकाओं (जैसे टिन-आधारित पेरोसाइट्स) में उपयोग किए जाने की भी संभावना है, लेकिन ऐसे उपकरणों की शक्ति रूपांतरण दक्षता अभी भी लीड-आधारित उपकरणों के पीछे काफी महत्वपूर्ण है, टिन-आधारित पेरोसाइट के लिए रिकॉर्ड के साथ वर्तमान में 9.0% पर खड़ा है। कुछ अध्ययनों ने यह भी निष्कर्ष निकाला है कि टिन में वास्तव में सीसे से अधिक पर्यावरणीय विषाक्तता हो सकती है, और अन्य कम विषैले विकल्प की आवश्यकता होती है।
प्रदर्शन के संदर्भ में एक और प्रमुख मुद्दा वर्तमान वोल्टेज हिस्टैरिसीस है जो आमतौर पर उपकरणों में देखा जाता है। हिस्टैरिसीस को प्रभावित करने वाले कारकों पर अभी भी बहस चल रही है, लेकिन उच्च पुनर्संयोजन के उच्च स्तर के साथ संयोजन में मोबाइल आयन प्रवासन के लिए सबसे अधिक जिम्मेदार है। हिस्टैरिसीस को कम करने के तरीकों में अलग-अलग सेल आर्किटेक्चर, सरफेस पैशन, और लीड आयोडाइड सामग्री को बढ़ाना शामिल है, साथ ही पुनर्संयोजन को कम करने के लिए सामान्य रणनीति।
वर्तमान-वोल्टेज हिस्टैरिसीस का एक अनुमान अक्सर पेकोवसाइट सौर कोशिकाओं में सामना करना पड़ता है।
वास्तव में कम लागत-प्रति-वाट को सक्षम करने के लिए, पेरोविसाइट सौर कोशिकाओं को उच्च दक्षता, लंबे जीवनकाल और कम विनिर्माण लागत की बहुत-हेराल्ड तिकड़ी प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। यह अभी तक अन्य पतली-फिल्म प्रौद्योगिकियों के लिए हासिल नहीं किया गया है, लेकिन वर्तमान में पेरोसाइट-आधारित डिवाइस इसे प्राप्त करने के लिए भारी क्षमता प्रदर्शित करते हैं।
Perovskite सौर कोशिकाओं के निर्माण और मापन
हालांकि पर्कोवेट्स क्रिस्टलोग्राफी की एक अलग तरह की दुनिया से आते हैं, उन्हें एक मानक ओपीवी (या अन्य पतली-फिल्म) वास्तुकला में बहुत आसानी से शामिल किया जा सकता है। पहले पर्कोवाइट सौर सेल ठोस राज्य डाई-सेंसिटिव सौर कोशिकाओं (डीएसएससी) पर आधारित थे, और इसलिए एक मेसोपोरस टीआईओ 2 पाड़ का उपयोग करते थे। कई कोशिकाओं ने इस टेम्पलेट का अनुसरण किया है या 'मेसो-सुपरस्ट्रक्चरेड' आर्किटेक्चर में अल 2 ओ 3 मचान का इस्तेमाल किया है, लेकिन निर्माण के लिए आवश्यक उच्च तापमान चरणों, और टीआईओ 2 की यूवी अस्थिरता, एक 'प्लानर' आर्किटेक्चर की शुरुआत का नेतृत्व किया अन्य पतली फिल्म कोशिकाओं के लिए। दक्षता के मामले में मेसोपोरस कोशिकाओं के पीछे कई वर्षों से पिछड़ने के बाद, प्लेनर पर्कोवेट्स अब लगभग कुशल हैं।
पारंपरिक / उल्टे प्लेनर और मेसोपोरस (पारंपरिक) पेरोसाइट कोशिकाओं की सामान्य संरचनाएं।
पर्कोव्साइट फिल्म स्वयं आमतौर पर या तो वैक्यूम या समाधान विधियों द्वारा संसाधित होती है। फिल्म की गुणवत्ता बहुत महत्वपूर्ण है। प्रारंभ में, वैक्यूम-जमा की गई फिल्मों ने सबसे अच्छे उपकरण दिए, लेकिन इस प्रक्रिया में कार्बनिक (मेथिलमोनियम) घटक के सह-वाष्पीकरण की आवश्यकता होती है, जबकि अकार्बनिक (लेड हैलाइड) घटकों की आवश्यकता होती है, जो कई शोधकर्ताओं को उपलब्ध नहीं होने वाले विशेषज्ञ वाष्पीकरण कक्षों की आवश्यकता होती है । परिणामस्वरूप, समाधान-संसाधित उपकरणों को बेहतर बनाने में महत्वपूर्ण प्रयास हुए हैं, क्योंकि ये सरल हैं और निम्न-तापमान प्रसंस्करण के लिए अनुमति देते हैं, और दक्षता के मामले में ये अब वैक्यूम-जमा कोशिकाओं के बराबर हैं।
आमतौर पर, एक पेरोसाइट सौर सेल की सक्रिय परत एक या दो-चरणीय प्रक्रिया के माध्यम से जमा की जाती है। एक-चरण प्रक्रिया में, एक पूर्ववर्ती समाधान (जैसे कि सीएच 3 एनएच 3 I और पीबीआई 2 का मिश्रण ) को लेपित किया जाता है, फिर गर्म होने पर पेर्वोसाइट फिल्म में परिवर्तित हो जाता है। इस पर एक बदलाव 'एंटिसोलवेंट' विधि है, जिसमें अग्रदूत समाधान एक ध्रुवीय विलायक में लेपित होता है, और फिर गैर-ध्रुवीय विलायक द्वारा स्पिन कोटिंग प्रक्रिया के दौरान बुझता है। शमन सॉल्वैंट्स की बुझती और मात्रा के सटीक समय इष्टतम प्रदर्शन देने के लिए आवश्यक है। इसकी सहायता के लिए, हमने ओस्सिला सिरिंज पंप का निर्माण किया, जिसने हमें इस शमन प्रक्रिया को 16% से अधिक के इन-हाउस पावर रूपांतरण दक्षता मूल्यों पर धकेलने की अनुमति दी है।
द्वि-चरणीय प्रक्रिया में, मेटल हैलाइड (जैसे PbI 2 ) और कार्बनिक घटक (जैसे CH 3 NH 3 I) अलग-अलग, बाद की फिल्मों में स्पिन-लेपित होते हैं। वैकल्पिक रूप से, धातु हलाइड फिल्मों को कार्बनिक घटक वाष्प से भरे एक कक्ष में लेपित और annealed किया जा सकता है, जिसे 'वैक्यूम-असिस्टेड सॉल्यूशन प्रोसेस' (VASP) के रूप में जाना जाता है।
एंटी-सॉल्वेंट शमन विधि का एक अनुमान अक्सर एक अग्रदूत समाधान से एक-चरण प्रक्रिया में पेर्कोवेट्स को कोट करने के लिए उपयोग किया जाता है।
अधिकांश अत्याधुनिक perovskites एक पारदर्शी संवाहक ऑक्साइड / ETL / Perovskite / HTL / धातु संरचना पर आधारित हैं, whe re ETL और HTL क्रमशः इलेक्ट्रॉन-परिवहन और छेद-परिवहन परतों का उल्लेख करते हैं। विशिष्ट छेद-परिवहन परतों में Spiro-OMeTAD या PEDOT: PSS , और विशिष्ट इलेक्ट्रॉन-परिवहन परतों में TiO 2 या SnO 2 शामिल हैं । इन स्तरों पर ऊर्जा के स्तर और विभिन्न सामग्रियों के आदान-प्रदान को समझना और अनुकूलित करना अनुसंधान का एक बहुत ही रोमांचक क्षेत्र प्रदान करता है जो अभी भी चर्चा में है।
पेर्कोव्साइट सौर कोशिकाओं के व्यावहारिक उपकरण निर्माण के मुख्य मुद्दे फिल्म की गुणवत्ता और मोटाई हैं। हल्की-कटाई (सक्रिय) पेरोविसाइट परत को कई सौ नैनोमीटर मोटी होने की आवश्यकता होती है - स्टैंडर डी कार्बनिक फोटोवोल्टिक की तुलना में कई गुना अधिक , और उच्च एकरूपता के साथ ऐसी मोटी परतें बनाना मुश्किल हो सकता है। जब तक बयान की स्थिति और annealing ते mperature अनुकूलित कर रहे हैं, अधूरा कवरेज के साथ किसी न किसी सतहों होगा। यहां तक कि अच्छे अनुकूलन के साथ, अभी भी एक महत्वपूर्ण सतह खुरदरापन बाकी है। इसलिए, आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले मोटे इंटरफ़ेस परतों की भी आवश्यकता होती है। फिल्म की गुणवत्ता में सुधार विभिन्न तरीकों से प्राप्त किया गया है। इस तरह की एक विधि एसिड की छोटी मात्रा में शामिल है, जैसे कि हाइड्रोआयोडिक या हाइड्रोब्रोमिक एसिड, पहले एक पोस्ट में MAI बनाम लीड क्लोराइड घुलनशीलता की शुद्धता, या लीड आयोडाइड अग्रदूत की अधिकता के बारे में चर्चा की गई थी।
व्यापक अनुसंधान प्रयासों के माध्यम से, स्पिन कोटिंग का उपयोग करके 22% से अधिक की क्षमता हासिल की गई है, और अन्य समाधान-प्रसंस्करण तकनीकों (जैसे स्लॉट-डाई कोटिंग ) का उपयोग करके उच्च क्षमता हासिल की गई है। इससे यह पता चलता है कि बड़े पैमाने पर पर्कोव्साइट का प्रसंस्करण बहुत संभव है।
पेरोवोसाइट्स का भविष्य
पेर्कोवसाइट्स में भविष्य के अनुसंधान के लिए पुनर्संयोजन की कमियों पर ध्यान केंद्रित करने की संभावना है जैसे कि पारित होने और दोषों को कम करने के साथ-साथ 2 डी पेर्कोवेट्स और बेहतर-अनुकूलित इंटरफ़ेस सामग्रियों के समावेश के माध्यम से दक्षता को बढ़ावा देना। चार्ज-निष्कर्षण परतों की दक्षता और स्थिरता दोनों को बेहतर बनाने के लिए, अकार्बनिक में कार्बनिक पदार्थों से दूर जाने की संभावना है। स्थिरता में सुधार और सीसा के पर्यावरणीय प्रभाव में कमी दोनों के हित के महत्वपूर्ण क्षेत्र बने रहने की संभावना है।
जबकि स्वसंपूर्ण पर्कोसाइट सौर कोशिकाओं के व्यावसायीकरण में अभी भी निर्माण और स्थिरता के संदर्भ में बाधाओं का सामना करना पड़ता है, अग्रानुक्रम सी-सी / पेरोसाइट कोशिकाओं में उनका उपयोग तेजी से प्रगति हुई है (25% से ऊपर की क्षमता के साथ) और यह संभावना है कि इस संरचना के हिस्से के रूप में पेरोव्साइट्स पहले पीवी बाजार को देखेंगे। सौर से परे, अन्य अनुप्रयोगों जैसे कि प्रकाश उत्सर्जक डायोड में पर्कोव्साइट के उपयोग की महत्वपूर्ण क्षमता बनी हुई है और प्रतिरोधक यादें।
Perovskite निर्माण वीडियो गाइड
उन लोगों के लिए जो अपने पेरोसाइट अनुसंधान की शुरुआत कर रहे हैं, हमने एक वीडियो गाइड का निर्माण किया है जो पेरोविसाइट फोटोवोल्टेइक को गढ़ने और मापने की पूरी प्रक्रिया का प्रदर्शन करता है। अपने स्वयं के प्रयोगशालाओं में, हम इस विशेष निर्माण दिनचर्या का उपयोग करते हुए 11% से अधिक क्षमता में पहुंच गए हैं। नीचे दिए गए वीडियो में ओसिला स्पिन कोटर के पुराने, बंद मॉडल की विशेषता है - वर्तमान मॉडल को देखने के लिए, आप यहां उत्पाद देख सकते हैं ।
Perovskite Solar Cells के लिए Ossila Products
ओशिला के पुरस्कार विजेता सोलर सेल प्रोटोटाइप प्लेटफ़ॉर्म सौर सेल अनुसंधान में अनुकरणीय वैज्ञानिक अनुप्रयोग और प्रभाव प्रदान करते हैं। यह एक उच्च प्रदर्शन मानक फोटोवोल्टिक संदर्भ वास्तुकला के हिस्से के रूप में सबस्ट्रेट्स, सामग्री और परीक्षण उपकरण का सुसंगत संग्रह है। यह शोधकर्ताओं को उच्च गुणवत्ता, पूरी तरह से कार्यात्मक सौर कोशिकाओं का उत्पादन करने में सक्षम बनाता है जिनका उपयोग विश्वसनीय आधार रेखा के रूप में किया जा सकता है।
स्वयं शोधकर्ताओं और वैज्ञानिकों के रूप में, हम समझते हैं कि उच्च-गुणवत्ता वाले उपकरण का उत्पादन करने के लिए आवश्यक सभी सामग्रियों, प्रक्रियाओं और तकनीकों पर विशेषज्ञता हासिल करने के लिए समय-उपभोग करना कितना महत्वपूर्ण है - और आपके सर्वोत्तम प्रयासों के बावजूद, यह कभी-कभी असंगत और गैर के लिए नेतृत्व कर सकता है। -प्रतिकारक परिणाम।
हमने आपको अपने शोध पर ध्यान केंद्रित करने (अपने सभी घटकों को डिज़ाइन करने / सोर्स करने के बजाय) और एक प्रदर्शन आधार रेखा को दोहराने के लिए सक्षम करने के उद्देश्य से इस प्लेटफ़ॉर्म को विकसित किया। इस प्लेटफ़ॉर्म का एक महत्वपूर्ण लाभ पूर्व-नमूनों वाले आईटीओ सब्सट्रेट्स और उच्च-थ्रूपुट प्रसंस्करण उपकरण का प्रावधान है - जिसके परिणामस्वरूप सौर सेल उपकरणों के लिए आपकी उत्पादन दर में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है - इस प्रकार आपको अधिक डेटा इकट्ठा करने में मदद मिलती है, बहुत जल्दी। जैसे, अधिक प्रकार की नई सामग्रियों या वास्तुकला विविधताओं का परीक्षण किया जा सकता है और अधिक सांख्यिकीय डेटा एकत्र किया जा सकता है - स्थिरता और सटीकता सुनिश्चित करना।
सबसे बुनियादी स्तर पर, अधिकांश पेरोविसाइट-आधारित सौर सेल वाष्पित धातु कैथोड और शीर्ष एनकैप्सुलेशन के साथ एक पारदर्शी प्रवाहकीय ऑक्साइड लेपित ग्लास सब्सट्रेट पर आधारित हैं। जैसे, हमारे मौजूदा सब्सट्रेट इन्फ्रास्ट्रक्चर और पेरोसाइट सामग्री पहले से ही उच्च-प्रदर्शन समाधान-संसाधित पेरोसाइट उपकरणों में उपयोग किए जा रहे हैं। हमारे मानक एनकैप्सुलेशन एपॉक्सी भी कांच या अन्य बाधा परतों को टुकड़े टुकड़े करने के लिए पूरी तरह से अनुकूल है - जैसा कि सनिथ के 2014 नेचर पेपर में इस्तेमाल किया गया था ।
ओसिला स्पिन कोटर का उपयोग नियमित रूप से हमारे इंटरफेस के सक्रियण और उच्च सटीकता और सरल ऑपरेशन के साथ सक्रिय परतों के लिए किया जाता है।
स्पिन कोटर के लिए एक बहुत ही उपयोगी साथी (ऊपर चित्र) ओस्सिला सिरिंज पंप है । इसका उपयोग उच्च गुणवत्ता वाली फिल्मों को प्राप्त करने के लिए स्वचालित पेर्सिंग और हमारी पर्कोव्इट परतों के शमन के लिए किया जा सकता है। हमारे अकादमिक सहयोगियों ने हमारे मानक सबस्ट्रेट्स पर स्प्रे कोटिंग के माध्यम से समाधान-संसाधित पर्कोसाइट सौर कोशिकाओं पर कुछ रोमांचक प्रगति की है। इसके अलावा, Perovskite सौर कोशिकाओं को Ossila Solar Cell IV टेस्ट सिस्टम का उपयोग करने की विशेषता है, जो स्वचालित रूप से डिवाइस मैट्रिक्स की गणना करता है और स्थिरता माप कर सकता है।
I101 Perovskite स्याही ओशिला से उपलब्ध है। यह 10 व्यक्तिगत शीशियों के रूप में पैक किया जाता है जिसमें 0.5 मिलीलीटर घोल होता है। यह 160 सब्सट्रेट तक कोटिंग करने में सक्षम है। I101 को हमारे मानक आदेश आकारों की तुलना में 25% छूट के साथ बल्क (30 मिली) में भी खरीदा जा सकता है।
हाल के महीनों में हमने अपने अकादमिक सहयोगियों के साथ बाजार में अधिक पर्कोविट-आधारित उत्पादों को लाने के लिए काम किया है, जिनमें शामिल हैं: उच्च शुद्धता वाले मिथाइलमोनियम आयोडाइड, मिथाइलमोनियम ब्रोमाइड , फॉर्मिमिडीनियम आयोडाइड और फॉर्ममिडियमियम ब्रोमाइड। हमने अपना पहला सेट पेरोसाइट स्याही का भी जारी किया है, इनमें से पहला I101 (MAI: PbCl 2 ) है, जिसे हवा में संसाधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और हमारी प्रयोगशालाओं में 11.7% तक की क्षमता प्रदर्शित की है। हमारी दूसरी स्याही, I201 (MAI: PbCl 2 : PbI 2 ) को नाइट्रोजन वायुमंडल में संसाधित किया जाना है, और अब तक हमने 11.8% तक की क्षमता देखी है। दोनों स्याही हमारे ग्राहकों को अविश्वसनीय रूप से तेज़ी से उच्च क्षमता तक पहुंचने में मदद करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जब पहली बार उनके पेरोसाइट्स अनुसंधान के साथ शुरू होते हैं। हम परिणामों को अधिकतम करने के लिए दोनों स्याही के साथ अनुकूलित प्रसंस्करण रूटीन शामिल करते हैं।