革新的な導電性接着インクでペロブスカイト太陽電池の効率を向上

イランのシャリフ工科大学の科学者が率いるチームは、ペロブスカイト太陽電池の安定性と効率を高めるために設計された革新的な導電性接着インクを開発しました。プロジェクトの主任研究者であるニマ・タガビニア氏は、この開発は手頃な価格とシンプルさに重点を置いており、大規模な実装に適しているとpv magazineに語りました。

 

この新しく開発された接着剤は、コスト効率、堅牢な機械的特性、優れた電気的および光学的特性で好まれるポリマーであるポリメチルメタクリレート（PMMA）で構成されています。さらに、PMMAは熱および環境条件下での安定性、軽量、光に対する高い透過性で知られており、さまざまな用途でガラスの主要な代替品となっています。太陽電池では、銅インジウムで構成される正孔輸送層（HTL）と、 硫化物（CuInS2）ナノ粒子と、カーボン箔に埋め込まれた高導電性カーボンブラック（HCCB）で作られた最上層。

 

このセル構造には、フッ素ドープ酸化スズ（FTO）のベース、炭素-二酸化チタン（c/TiO2）電子輸送層（ETL）、TiO2メソポーラス層、およびペロブスカイト吸収体も含まれています。研究者によると、この新しい接着剤のない以前の構成は不安定であることが判明し、測定後に炭素電極が剥がれることが多かったため、この革新がセルの耐久性と性能を向上させる上で重要であることが強調されています。

 

シャリフ工科大学の研究チームは、導電性接着インクを塗布してペロブスカイト太陽電池の構造を強化する方法について説明しました。インクは 0.27 cm² のカーボン箔の上にドロップキャストで塗布されると説明しました。次に、この箔を FTO ガラス、カーボン二酸化チタン、メソポーラス TiO2、ペロブスカイト、CuInS2 層を含む事前に準備されたスタック上に配置しました。この構成により、接着インクが HTL と直接接触するようになりました。

 

広範囲にわたるテストの結果、炭素箔を太陽電池にうまく接着し、耐久性を高める鍵は、接着剤にポリメチルメタクリレート (PMMA) を含めることであることが判明しました。混合物に CuInS2 ナノ粒子を追加することで、正孔輸送層との一貫性が確保されるだけでなく、セルの効率にとって重要な正孔移動プロセスも促進されます。

 

研究者らは、研究で重要な発見を強調しました。「私たちの研究結果では、PMMA/CuInS2 混合物に 1:3 の比率で高導電性カーボン ブラック (HCCB) ナノ粒子を 2% の重量で加えると、接着界面層の導電性が最適化されることが示されました。この調整により、太陽電池は最大 17.2% の効率を達成でき、従来の金ベースのセルの 18.2% の効率にほぼ匹敵します。さらに、炭素積層電極アプローチにより、54 日間の保管後でも約 92% という驚くべき長期安定性が得られ、金ベースのセルの安定性を 17% 上回りました。」

 

これらの洞察は、Solar Energy 誌に掲載されている「安定性と効率性を高めたカーボン積層ペロブスカイト太陽電池用の導電性接着インク」と題された論文に詳しく記載されています。

 

クリーンエネルギーの推進: ACE Battery のイノベーションと持続可能性への取り組み

 

ACE Battery では、シャリフ工科大学が開発した導電性接着インクなどの最先端の開発を注意深く監視しています。これは、革新的なソリューションを通じて世界のエネルギー転換をリードするという当社の取り組みを反映しています。リチウムイオン電池業界チェーン全体の主要プレーヤーとして、当社は持続可能で効率的なデジタルおよびインテリジェントなエネルギー貯蔵ソリューションの提供に注力しています。当社の広範なネットワークと強力な研究開発努力により、当社は技術の最前線に立ち、クリーンエネルギーのビジョンに沿った進歩を適応および統合する準備ができています。当社の取り組みについて詳しくは、こちらをご覧ください  そして参加する ACE バッテリー エネルギーの未来を推進します。