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Aumentare l'efficienza delle celle solari in perovskite con l'innovativo inchiostro adesivo conduttivo

2024-05-08

Un team della Sharif University of Technology in Iran, guidato da scienziati, ha sviluppato un innovativo inchiostro adesivo conduttivo progettato per aumentare la stabilità e l'efficienza delle celle solari in perovskite. Nima Taghavinia, ricercatrice principale del progetto, ha condiviso con la rivista pv che questo sviluppo si concentra su convenienza e semplicità, rendendolo adatto a implementazioni su larga scala.

 

L'adesivo appena creato è costituito da polimetilmetacrilato (PMMA), un polimero apprezzato per il suo rapporto costo-efficacia, robuste caratteristiche meccaniche ed eccellenti proprietà elettriche e ottiche. Inoltre, il PMMA è noto per la sua stabilità in condizioni termiche e ambientali, la sua leggerezza e l'elevata trasparenza alla luce, che lo rendono un ottimo sostituto del vetro in varie applicazioni. Nelle celle solari funge da strato interfacciale situato tra lo strato di trasporto dei buchi (HTL), composto da rame indio nanoparticelle di solfuro (CuInS2) e uno strato superiore di nerofumo altamente conduttivo (HCCB) incorporato in un foglio di carbonio.

 

Questa struttura cellulare comprende anche una base di ossido di stagno drogato con fluoro (FTO), uno strato di trasporto degli elettroni (ETL) di biossido di carbonio-titanio (c/TiO2), uno strato mesoporoso di TiO2 e l'assorbitore di perovskite. Secondo i ricercatori, le configurazioni precedenti senza questo nuovo adesivo si sono rivelate instabili, spesso con conseguente distacco degli elettrodi di carbonio dopo la misurazione, evidenziando l'importanza di questa innovazione nel migliorare la durata e le prestazioni delle celle.

 

Il gruppo di ricerca della Sharif University of Technology ha descritto il metodo di applicazione dell'inchiostro adesivo conduttivo per migliorare la costruzione delle celle solari in perovskite. Hanno spiegato che l'inchiostro è stato depositato su una sezione di lamina di carbonio di 0,27 cm². Questa lamina è stata quindi posizionata su una pila pre-preparata che includeva strati di vetro FTO, biossido di carbonio-titanio, TiO2 mesoporoso, perovskite e CuInS2. La configurazione assicurava che l'inchiostro adesivo entrasse in contatto diretto con l'HTL.

 

Test approfonditi hanno rivelato che la chiave per un'adesione duratura e di successo del foglio di carbonio alla cella solare era l'inclusione del polimetilmetacrilato (PMMA) nell'adesivo. L'aggiunta di nanoparticelle di CuInS2 nella miscela non solo ha garantito la coerenza con lo strato di trasporto dei fori, ma ha anche facilitato il processo di trasferimento dei fori, fondamentale per l'efficienza della cella.

 

I ricercatori hanno evidenziato risultati significativi nel loro studio: "I nostri risultati hanno mostrato che l'aggiunta del 2% in peso di nanoparticelle di nero di carbonio altamente conduttivo (HCCB) alla miscela PMMA/CuInS2 in un rapporto di 1:3 ha ottimizzato la conduttività dell'interfaccia adesiva Questa regolazione ha consentito alla cella solare di raggiungere un'efficienza massima del 17,2%, rivaleggiando strettamente con l'efficienza del 18,2% delle tradizionali celle a base d'oro. Inoltre, l'approccio dell'elettrodo laminato al carbonio ha prodotto una notevole stabilità a lungo termine di circa il 92%. dopo 54 giorni di conservazione, segnando un miglioramento del 17% rispetto alla stabilità delle controparti basate sull'oro."

 

Questi approfondimenti sono dettagliati nella loro pubblicazione intitolata "Un inchiostro adesivo conduttivo per celle solari in perovskite laminata al carbonio con stabilità migliorata ed alta efficienza", disponibile sulla rivista Solar Energy.

 

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