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Ein von Wissenschaftlern geleitetes Team der Sharif University of Technology im Iran hat eine innovative leitfähige Klebetinte entwickelt, die die Stabilität und Effizienz von Perowskit-Solarzellen steigern soll. Nima Taghavinia, der leitende Forscher des Projekts, teilte pv magazine mit, dass der Schwerpunkt dieser Entwicklung auf Erschwinglichkeit und Einfachheit liege, was sie für groß angelegte Implementierungen geeignet mache.
Der neu entwickelte Klebstoff besteht aus Polymethylmethacrylat (PMMA), einem Polymer, das wegen seiner Kosteneffizienz, robusten mechanischen Eigenschaften und hervorragenden elektrischen und optischen Eigenschaften beliebt ist. Darüber hinaus ist PMMA für seine Stabilität unter thermischen und Umweltbedingungen, sein geringes Gewicht und seine hohe Lichtdurchlässigkeit bekannt, was es in verschiedenen Anwendungen zu einem erstklassigen Ersatz für Glas macht. In den Solarzellen dient es als Grenzflächenschicht zwischen der Lochtransportschicht (HTL), die aus Kupfer-Indium besteht Sulfid-Nanopartikel (CuInS2) und eine Deckschicht aus hochleitfähigem Ruß (HCCB), eingebettet in Kohlenstofffolie.
Diese Zellstruktur umfasst außerdem eine Basis aus fluordotiertem Zinnoxid (FTO), eine Elektronentransportschicht (ETL) aus Kohlenstoff-Titandioxid (c/TiO2), eine mesoporöse TiO2-Schicht und den Perowskit-Absorber. Laut den Forschern erwiesen sich frühere Konfigurationen ohne diesen neuen Klebstoff als instabil, was häufig zur Ablösung der Kohlenstoffelektroden nach der Messung führte, was die Bedeutung dieser Innovation für die Verbesserung der Haltbarkeit und Leistung der Zelle unterstreicht.
Das Forschungsteam der Sharif University of Technology beschrieb seine Methode zum Auftragen der leitfähigen Klebetinte, um die Konstruktion von Perowskit-Solarzellen zu verbessern. Sie erklärten, dass die Tinte im Tropfverfahren auf einen 0,27 cm² großen Abschnitt Kohlenstofffolie aufgetragen wurde. Diese Folie wurde dann auf einen vorbereiteten Stapel gelegt, der FTO-Glas, Kohlenstoff-Titandioxid, mesoporöses TiO2, Perowskit und CuInS2-Schichten enthielt. Die Konfiguration stellte sicher, dass die Klebetinte in direkten Kontakt mit der HTL kam.
Umfangreiche Tests haben gezeigt, dass der Schlüssel zur erfolgreichen und dauerhaften Haftung der Kohlenstofffolie an der Solarzelle die Einbeziehung von Polymethylmethacrylat (PMMA) in den Klebstoff ist. Die Zugabe von CuInS2-Nanopartikeln zur Mischung sorgte nicht nur für die Konsistenz mit der Lochtransportschicht, sondern erleichterte auch den Lochübertragungsprozess, der für die Effizienz der Zelle entscheidend ist.
Die Forscher hoben in ihrer Studie wichtige Erkenntnisse hervor: „Unsere Ergebnisse zeigten, dass die Zugabe von 2 Gewichtsprozent hochleitfähiger Ruß-Nanopartikel (HCCB) zur PMMA/CuInS2-Mischung im Verhältnis 1:3 die Leitfähigkeit der klebenden Grenzflächenschicht optimierte. Diese Anpassung ermöglichte es der Solarzelle, einen maximalen Wirkungsgrad von 17,2 % zu erreichen, der dem Wirkungsgrad von 18,2 % herkömmlicher goldbasierter Zellen sehr nahe kommt. Darüber hinaus führte der Ansatz mit kohlenstofflaminierten Elektroden zu einer bemerkenswerten Langzeitstabilität von etwa 92 % nach 54 Tagen Lagerung, was eine Verbesserung um 17 % gegenüber der Stabilität von goldbasierten Gegenstücken darstellt.“
Diese Erkenntnisse werden in ihrer Veröffentlichung mit dem Titel „Eine leitfähige Klebetinte für kohlenstofflaminierte Perowskit-Solarzellen mit verbesserter Stabilität und hoher Effizienz“ ausführlich dargelegt, die in der Zeitschrift Solar Energy erhältlich ist.
Bei ACE Battery verfolgen wir hochaktuelle Entwicklungen wie die leitfähige Klebetinte der Sharif University of Technology aufmerksam, was unser Engagement widerspiegelt, die globale Energiewende durch innovative Lösungen anzuführen. Als wichtiger Akteur in der gesamten Lithium-Ionen-Batterie-Industriekette konzentrieren wir uns darauf, digitale und intelligente Energiespeicherlösungen bereitzustellen, die nachhaltig und effizient sind. Unser umfangreiches Netzwerk und unsere intensiven Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen stellen sicher, dass wir an der Spitze der Technologie bleiben und bereit sind, Fortschritte anzupassen und zu integrieren, die mit unserer Vision von sauberer Energie übereinstimmen. Erfahren Sie mehr über unsere Initiativen und mach mit ACE-Batterie dabei, die Zukunft der Energie voranzutreiben.
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