উত্স: ossila.com
পারোভস্কাইট সৌর কোষগুলির দ্রুত উন্নতি তাদের ফোটোভোলটাইক বিশ্বের ক্রমবর্ধমান তারকা এবং একাডেমিক সম্প্রদায়ের বিশাল আগ্রহের সৃষ্টি করেছে। যেহেতু তাদের কার্যকরী পদ্ধতি এখনও অপেক্ষাকৃত নতুন, পারভস্কিটগুলির চারপাশে মৌলিক পদার্থবিজ্ঞান এবং রসায়ন সম্পর্কিত আরও গবেষণার জন্য দুর্দান্ত সুযোগ রয়েছে। অধিকন্তু, গত কয়েক বছরে দেখানো হয়েছে - পেরোভস্কাইট ফর্মুলেশন এবং ফ্যাব্রিকেশন রুটিনগুলির প্রকৌশল উন্নতির ফলে শক্তি রূপান্তর দক্ষতার উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি ঘটেছে, সাম্প্রতিক ডিভাইসগুলি 23% জুনে ২018 সালের মধ্যে 23% ছাড়িয়ে গেছে।
Perovskites কি কি?
কেন Perovskite সৌর কোষ তাই উল্লেখযোগ্য?
পারভস্কিট মুখ কি সমস্যা?
Perovskite সৌর কোষের ফ্যাব্রিকেশন এবং পরিমাপ
Perovskites এর ভবিষ্যত
Perovskite ফ্যাব্রিকেশন ভিডিও গাইড
পেরোস্কাইট সৌর কোষের জন্য ওসিলা পণ্য
তথ্যসূত্র
আরও পড়া
Perovskites কি কি?
"পারোভস্কাইট" এবং "পারোভস্কাইট স্ট্রাকচার" পদগুলি প্রায়শই বিনিময়যোগ্যভাবে ব্যবহৃত হয়। টেকনিক্যালি, পারোভস্কাইট একটি ধরনের খনিজ যা প্রথমে উরল পর্বতমালার মধ্যে পাওয়া যায় এবং লেভ পেরোস্কি (রাশিয়ান জিওগ্রাফিক্যাল সোসাইটির প্রতিষ্ঠাতা) এর নামকরণ করেন। একটি perovskite কাঠামো Perovskite খনিজ হিসাবে একই কাঠামো যে কোনো যৌগ হয়।
সত্য পেরোভস্কাইট (খনিজ) CaTiO 3 আকারে ক্যালসিয়াম, টাইটানিয়াম এবং অক্সিজেন গঠিত হয়। এদিকে, একটি পারভস্কাইট গঠন এমন কিছু যা জেনেরিক ফর্ম ABX 3 এবং একই স্ফটিকোগ্রাফিক গঠনকে পেরোভস্কাইট (খনিজ) হিসাবে আখ্যায়িত করে। তবে, সৌর কোষের বেশীরভাগ মানুষ খনিজ ও ভূতত্ত্বের সাথে জড়িত নয়, পেরোভস্কাইট এবং পেরোভস্কাইট কাঠামো একে অপরের সাথে ব্যবহার করা হয়।
Perovskite জ্যাকেট ব্যবস্থা নীচে প্রদর্শিত হয়। স্ফটিকোগ্রাফিতে অনেক কাঠামো যেমন, এটি একাধিক উপায়ে প্রতিনিধিত্ব করা যেতে পারে। একটি পেরোভস্কাইট সম্পর্কে চিন্তা করার সবচেয়ে সহজ উপায় একটি ঘনক্ষেত্রের কেন্দ্রে টাইপ A এর একটি বৃহত পরমাণু বা আণবিক ঘনত্ব (ইতিবাচকভাবে চার্জযুক্ত)। ঘনক্ষেত্রের কোণগুলি তারপর পরমাণু বি (এছাড়াও ইতিবাচকভাবে চার্জযুক্ত ক্রেশনগুলি) দ্বারা দখল করা হয় এবং ঘনক্ষেত্রগুলির মুখগুলি নেতিবাচক চার্জ (আয়ন) সহ একটি ছোট্ট পরমাণু X দ্বারা দখল করা হয়।
ABX3 ফর্ম একটি জেনেরিক perovskite স্ফটিক গঠন। মনে রাখবেন যে দুটি কাঠামো সমান - বাম হাতের গঠন আঁকা হয়েছে যাতে পারমাণবিক বি <0,0,0> অবস্থানে থাকে এবং ডান হাতের গঠন আঁকা হয় যাতে পরমাণু (অথবা আণবিক) A থাকে < 0,0,0=""> অবস্থান। এছাড়াও লাইন বন্ধন নিদর্শন পরিবর্তে স্ফটিক অভিযোজন প্রতিনিধিত্ব করার জন্য একটি গাইড যে নোট।
কাঠামোতে পরমাণু / অণু ব্যবহার করা হয় তার উপর নির্ভর করে, পারভোভাইটাইটগুলিতে অতিপ্রাকৃত বৈশিষ্ট্য, দৈত্য চৌম্বকীয়তা, স্পিন-নির্ভর পরিবহন (স্পিনট্রোন) এবং ক্যাটালিটিক বৈশিষ্ট্য সহ আকর্ষণীয় বৈশিষ্ট্যগুলির একটি চিত্তাকর্ষক অ্যারে থাকতে পারে। পেরভস্কিসগুলি তাই পদার্থবিদ, রসায়নবিদ এবং উপাদান বিজ্ঞানীদের জন্য একটি উত্তেজনাপূর্ণ খেলার মাঠ প্রতিনিধিত্ব করে।
পেরোভস্কিস প্রথম সফলভাবে 2012 সালে কঠিন-রাষ্ট্র সৌর কোষে ব্যবহৃত হয়, এবং তারপরে তারপরে সর্বাধিক কোষগুলি স্বাভাবিক পারোভস্কিট ফর্ম ABX 3 এর উপকরণগুলির নিম্নোক্ত সমন্বয় ব্যবহার করেছে :
এ = একটি জৈব ক্রেশন - মিথাইলামোনিয়াম (সিএইচ 3 এনএইচ 3 + ) বা ফর্মামিডিনিয়াম (এনএইচ 2 সিএইচএনএইচ 2 + )
বি = একটি বড় অজৈব cation - সাধারণত নেতৃত্ব (II) (PB 2+ )
এক্স 3 = একটি সামান্য ছোট হ্যালোজেন আয়ন - সাধারণত ক্লোরাইড (Cl - ) বা আইওডাইড (I - )
যেহেতু এটি একটি অপেক্ষাকৃত সাধারণ কাঠামো, তাই এই perovskite- ভিত্তিক ডিভাইসের বিভিন্ন নামও দেওয়া যেতে পারে, যা কোনও সাধারণ শ্রেণীকক্ষ বা নির্দিষ্ট সংযোজনকে বোঝায়। এর একটি উদাহরণ হিসাবে, আমরা একটি মৌলিক কাঠামোর থেকে কতগুলি নাম তৈরি করতে পারি তা হাইলাইট করতে নিচের টেবিলটি তৈরি করেছি।
একজন | বি | এক্স 3 |
Organo | ধাতু | Trihalide (অথবা Trihalide) |
Methylammonium | লিড | আইওডাইড (বা ট্রাইডিওডাইড) |
Plumbate | ক্লোরাইড (বা ট্রাইক্লোরাইড) |
পেরোভস্কাইটের নাম-পিকিং টেবিল : একটি বৈধ নাম দিয়ে আসার জন্য কলাম A, B বা X 3 থেকে যে কোনো একটি আইটেম চয়ন করুন। উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে: অর্গানো-সীড-ক্লোরাইডস, মিথাইলামোনিয়াম-মেটাল-ট্রাইহালাইডস, অর্গানো-প্লাম্বেট-আইডাইডস ইত্যাদি।
টেবিলটি সম্ভাব্য উপাদান / গঠন সংমিশ্রণের জন্য কতটা প্যারামিটার স্পেস প্রদর্শন করে তা দেখায়, কারণ প্রতিটি কলামের জন্য প্রতিস্থাপিত হতে পারে এমন অনেক পরমাণু / অণু রয়েছে। অপটিক্যাল এবং ইলেকট্রনিক উভয় বৈশিষ্ট্য (যেমন ব্যান্ডগ্যাপ এবং শোষণ স্পেকট্রাস, গতিশীলতা, বিস্তার লেন্থ ইত্যাদি) নির্ধারণের জন্য উপাদান সমন্বয়গুলির পছন্দ গুরুত্বপূর্ণ হবে। ল্যাবের যৌগিক স্ক্রীনিংয়ের মাধ্যমে একটি সাধারণ বর্বর-বল অপ্টিমাইজেশান ভাল পারভস্কাইট কাঠামো খুঁজে পাওয়ার ক্ষেত্রে খুব অক্ষম।
দক্ষ পারভোভাইটস সংখ্যাগরিষ্ঠ গোষ্ঠী চতুর্থ (বিশেষত, সীসা) ধাতু halides উপর ভিত্তি করে, এবং অতিক্রম এই চ্যালেঞ্জিং প্রমাণিত হয়েছে। বর্তমানে সম্ভাব্য পারভস্কাইট কাঠামোর পরিসীমা সম্পূর্ণভাবে অন্বেষণ করার জন্য এটি উপলব্ধির চেয়ে আরও গভীরভাবে জ্ঞানযুক্ত। লিড-ভিত্তিক পারোভোজাইট ভিত্তিক সৌর কোষগুলি দৃশ্যমান শাসনের দৃঢ় শোষণ, লম্বা চার্জ-ক্যারিয়ারের বিস্তারের দৈর্ঘ্য, একটি টিউনযোগ্য ব্যান্ড ফাঁক এবং সহজ উত্পাদন সহ (বিশেষত উচ্চ ত্রুটিযুক্ত সহনশীলতা এবং কম তাপমাত্রা প্রক্রিয়া করার ক্ষমতা)।
কেন Perovskite সৌর কোষ তাই উল্লেখযোগ্য?
দুটি কী গ্রাফ রয়েছে যা দেখায় কেন ২01২ সাল থেকে পারোভস্কাইট সৌর কোষগুলি এত অল্প সময়ের মধ্যে এত গুরুত্বপূর্ণ মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। এই গ্রাফগুলি (এনআরইএল সৌর কোষ দক্ষতা চার্ট থেকে নেওয়া তথ্য ব্যবহার করে) 1 প্রথমটি পারভস্কাইটের শক্তি রূপান্তর দক্ষতা প্রদর্শন করে সাম্প্রতিক বছরগুলিতে-ভিত্তিক ডিভাইস, উদীয়মান ফোটোভোলটাইক গবেষণা প্রযুক্তির তুলনায়, এবং ঐতিহ্যগত পাতলা ফিল্ম ফোটোভোলটাইকগুলির তুলনায়।
গ্রাফ একটি অপেক্ষাকৃত স্বল্প সময়ের উপর বেশিরভাগ অন্যান্য প্রযুক্তি তুলনায় একটি উল্লম্ব বৃদ্ধি দেখায়। তাদের সাফল্যের 4 বছরের মধ্যে, পারোভস্কাইট সৌর কোষগুলি 40 বছরেরও বেশি সময় ধরে কাদিমিয়াম টেলুরাইড (সিডিটি) এর দক্ষতা সমান করেছে। উপরন্তু, ২01২ সালের জুন পর্যন্ত তারা অন্যান্য সমস্ত পাতলা-ফিল্ম, অ-কনসেন্টার প্রযুক্তিগুলি অতিক্রম করেছে - সিডিটি এবং কপার ইন্ডিিয়াম গ্যালিয়াম সেলেনাইড (সিআইজিএস) সহ। যদিও এটি যুক্তিযুক্ত হতে পারে যে সৌর কোষ গবেষণার জন্য আরও বেশি সংস্থান এবং উন্নততর অবকাঠামো গত কয়েক বছরে পাওয়া গেছে, পারোভস্কাইট সৌর কোষ দক্ষতার নাটকীয় বৃদ্ধি এখনও অবিশ্বাস্যভাবে উল্লেখযোগ্য এবং চিত্তাকর্ষক।
পারোভস্কাইট সৌর কোষগুলি অন্য ধরণের ফটোভোলটাইকগুলির তুলনায় একটি বিস্ময়কর হারে শক্তি রূপান্তর দক্ষতা বৃদ্ধি করেছে। যদিও এই চিত্রটি শুধুমাত্র ল্যাব-ভিত্তিক "নায়ক কোষ" উপস্থাপন করে, এটি দুর্দান্ত প্রতিশ্রুতি দেয়।
নীচের দ্বিতীয় মূল গ্রাফটি পারভস্কিটদের বিরুদ্ধে প্রতিযোগিতায় প্রযুক্তির একটি পরিসরের জন্য ব্যান্ড ফাঁক তুলনায় ওপেন সার্কিট ভোল্টেজ। এই গ্রাফটি লাইট থেকে বিদ্যুতের রূপান্তর প্রক্রিয়াতে কোনও ফোটন শক্তি হারিয়েছে তা দেখায়। স্ট্যান্ডার্ড এক্সিটোনিক-ভিত্তিক, জৈব-ভিত্তিক সৌর কোষগুলির জন্য, এই ক্ষতিটি শোষিত শক্তির 50% হিসাবে বেশি হতে পারে, যখন পারোভস্কাইট সৌর কোষ নিয়মিত 70% ফোটন শক্তির ব্যবহার অতিক্রম করে এবং এমনকি আরও বাড়ানোর সম্ভাবনা রয়েছে। 4
এটি অত্যাধুনিক প্রযুক্তিগুলির (যেমন GAAs) মানগুলির দিকে এগিয়ে যাচ্ছে, কিন্তু একটি উল্লেখযোগ্য কম খরচে। ক্রিস্টালিন সিলিকন সৌর কোষগুলি যুক্তিযুক্তভাবে দক্ষতা এবং ব্যয়ের ক্ষেত্রে পারভস্কাইটগুলির সবচেয়ে কাছের তুলনাকারী, ইতিমধ্যে অত্যাধুনিক GaAs থেকে 1000 বার সস্তা। 5 Perovskites এই চেয়ে এমনকি সস্তা হতে সম্ভাবনা আছে।
সর্বাধিক একক জাংশন সৌর কোষ উপাদান সিস্টেমের জন্য সর্বাধিক ফোটন শক্তি ব্যবহার (যা ওপেন সার্কিট ভোল্টেজ VOC হিসাবে অপটিক্যাল ব্যান্ডগ্যাপ EG দ্বারা বিভক্ত হিসাবে সংজ্ঞায়িত)। NREL দক্ষতা টেবিলে বিস্তারিত আর্ট কোষের অবস্থা থেকে গণনা করা হয়েছে।
পারভস্কিট মুখ কি সমস্যা?
বর্তমানে perovskites ক্ষেত্রে সবচেয়ে বড় সমস্যা দীর্ঘমেয়াদী অস্থিরতা। এটি দেখানো হয়েছে যে হ্রাসের পথ যেমন বাহ্যিক কারণগুলি, যেমন পানি, হালকা এবং অক্সিজেন, এবং অভ্যন্তরীণ অস্থিরতা, যেমন গরমের উপর অবনতি হিসাবে, উপাদান বৈশিষ্ট্যের ফলে। পারভস্কাইটের অবনতির কারণগুলির উপর একটি সারসংক্ষেপের জন্য, ওসিলার নির্দেশিকা দেখুন।
স্থিতিশীলতা উন্নত করার জন্য বেশ কিছু কৌশল প্রস্তাব করা হয়েছে, সবচেয়ে সফলভাবে উপাদান পছন্দটি পরিবর্তন করে। মিশ্র-সিশন সিস্টেমগুলি ব্যবহার করে (উদাহরণস্বরূপ রুবিডিয়াম বা সিসিিয়াম হিসাবে অজৈব ক্রেশন সহ) স্থায়িত্ব এবং দক্ষতা উভয় উন্নতিতে দেখানো হয়েছে। 20% দক্ষতা অতিক্রম করতে প্রথম পারোভোস্কাইট কোষ একটি মিশ্র জৈব cation সিস্টেম ব্যবহার করে, এবং সম্প্রতি সর্বাধিক দক্ষতা সিস্টেম প্রকাশিত অজৈব উপাদান ব্যবহার। হাইড্রোফোবিকের দিকে আন্দোলন, ইউভি-স্থিতিশীল ইন্টারফেসিয়াল স্তরগুলির স্থিতিশীলতাও উন্নত হয়েছে - উদাহরণস্বরূপ , টিওও 2 প্রতিস্থাপন করে যা ইউভি অবনতির সম্ভাবনাময়, স্নো 2 স্থিতিশীলতা পৃষ্ঠের প্যাসিভেশন ব্যবহার করে উন্নত করা হয়েছে। এবং প্রচলিত 3D perovskites সঙ্গে 2 ডি স্তরযুক্ত (Ruddlesden-Popper) perovskites (যা আরও অন্তর্নিহিত স্থায়িত্ব, কিন্তু দরিদ্র কর্মক্ষমতা প্রদর্শন) মিশ্রন করে। এই প্রচেষ্টা (ভালো encapsulation হিসাবে কারণ সঙ্গে বরাবর) তাদের প্রাথমিক ভূমিকা থেকে পারভস্কাইটগুলির স্থিতিশীলতার মধ্যে প্রচুর পরিমাণে উন্নতি হয়েছে এবং জীবনকালগুলি শিল্পের মানদণ্ডগুলি পূরণের পথে তাদের ভাল উপায় রয়েছে - সাম্প্রতিক কাজগুলি 1000 ঘন্টার তাপমাত্রা পরীক্ষার প্রতিরোধে সক্ষম কোষগুলি দেখিয়েছে। Perovskite স্থিতিশীলতা উন্নত করার পদ্ধতিগুলির আরও গভীরভাবে আলোচনা করার জন্য , ওসিলার নির্দেশিকা দেখুন।
প্রচলিত 3 ডি perovskite (বাম) একটি জেনেরিক 2D perovskite গঠন (ডান) তুলনায়।
সম্পূর্ণরূপে মোকাবেলা করা আরেকটি সমস্যা Perovskite যৌগ সীসা ব্যবহার করা হয়। বর্তমানে সীসা-বা ক্যাডমিয়াম-ভিত্তিক ব্যাটারিতে থাকা বর্তমানের তুলনায় এটি অনেক ছোট পরিমাণে ব্যবহৃত হয় তবে বাণিজ্যিক ব্যবহারের জন্য পণ্যগুলিতে সীসা উপস্থিতি সমস্যাযুক্ত। উদ্বেগগুলি বিষাক্ত সীসা যৌগগুলির (পরিবেশে পারভস্কাইটের লিচিংয়ের মাধ্যমে) এক্সপোজারের বিষয়ে এখনও রয়ে যায় এবং কিছু গবেষণায় প্রস্তাবিত হয়েছে যে পারভস্কিটগুলির বৃহত আকারের বাস্তবায়ন হ্রাসের পণ্যগুলির সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন হবে। বিপরীতে, অন্যান্য জীবন চক্রের মূল্যায়নগুলি কোষের বিষাক্ত প্রভাবকে কোষের অন্যান্য উপকরণগুলির তুলনায় নগণ্য বলে মনে করে (যেমন ক্যাথোড)।
পেরোভস্কাইট সৌর কোষগুলিতে ব্যবহৃত সীসা বিকল্পের জন্যও সম্ভাবনা রয়েছে (যেমন টিন-ভিত্তিক পারভোভাইটস), কিন্তু এই ডিভাইসগুলির শক্তি রূপান্তর দক্ষতা সীমিত-ভিত্তিক ডিভাইসগুলির পিছনে উল্লেখযোগ্যভাবে রয়েছে, এটি একটি টিন-ভিত্তিক পারোভাইটাইটের রেকর্ড বর্তমানে 9.0% এ দাঁড়িয়ে। কিছু গবেষণায় এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছে যে টিনের প্রকৃতপক্ষে সীসা তুলনায় উচ্চতর পরিবেশগত বিষাক্ততা থাকতে পারে, এবং অন্যান্য কম বিষাক্ত বিকল্প প্রয়োজন হয়।
পারফরম্যান্সের পরিপ্রেক্ষিতে আরেকটি প্রধান সমস্যা হল ডিভাইসগুলিতে সাধারণত বর্তমান ভোল্টেজ হ্যাস্টেসিস দেখা যায়। হায়স্টেসিসিস প্রভাবিতকারী বিষয়গুলি এখনও বিতর্কের অধীন, তবে এটি পুনর্বিবেচনার উচ্চ স্তরের সাথে মিলিত মোবাইল আয়ন মাইগ্রেশনের জন্য সর্বাধিক দায়ী। হিউস্টেরিসিস হ্রাস করার পদ্ধতিগুলি বিভিন্ন সেল আর্কিটেকচার, পৃষ্ঠ প্যাসিভেশন, এবং ক্রমবর্ধমান সীসা আইয়োডাইড সামগ্রী অন্তর্ভুক্ত করে, সেইসাথে পুনর্মিলন হ্রাস সাধারণ কৌশল।
বর্তমান-ভোল্টেজ হ্যাস্টেরিসিসের আনুমানিক প্রায়শই পারোভস্কাইট সৌর কোষগুলিতে সম্মুখীন হয়।
একটি সত্যিকারের কম খরচে প্রতি-ওয়াট সক্ষম করার জন্য, পারোভস্কাইট সৌর কোষগুলির উচ্চ দক্ষতা, দীর্ঘজীবন এবং কম উৎপাদন খরচগুলির অনেকগুলি হেরাল্ডেড ত্রিভুজ অর্জন করা দরকার। এটি এখনও অন্যান্য পাতলা-ফিল্ম প্রযুক্তিগুলির জন্য অর্জন করা হয়নি, তবে পারভস্কাইট-ভিত্তিক ডিভাইসগুলি বর্তমানে এটি অর্জনের জন্য বিপুল সম্ভাবনা প্রদর্শন করে।
Perovskite সৌর কোষের ফ্যাব্রিকেশন এবং পরিমাপ
যদিও পারভস্কিটগুলি ক্রিস্টালোগ্রাফির একটি আপাতদৃষ্টিতে ভিন্ন বিশ্বের থেকে আসে, তবে এটি একটি সাধারণ OPV (বা অন্যান্য পাতলা-ফিল্ম) আর্কিটেকচারে খুব সহজেই অন্তর্ভুক্ত করা যেতে পারে। প্রথম পারোভোস্কাইট সৌর কোষগুলি কঠিন রাষ্ট্রীয় ডাই-সংবেদনশীল সোলার সেলস (ডিএসএসসি) উপর ভিত্তি করে তৈরি হয়েছিল, এবং তাই একটি মেসোপোরাস টিওও 2 ভারা ব্যবহার করেছিল। যেহেতু অনেকগুলি কোষ এই টেম্পলেট অনুসরণ করেছে বা একটি 'মেসো-সুপারস্ট্রাকচার্ড' আর্কিটেকচারে একটি আল 2 ও 3 মাপকাঠি ব্যবহার করেছে, তবে তৈয়ারের জন্য উচ্চ তাপমাত্রা পদক্ষেপগুলি এবং টিওও ২ এর ইউভি অস্থিরতা, অনুরূপ একটি প্ল্যানার আর্কিটেকচারের প্রবর্তন করেছে অন্যান্য পাতলা ফিল্ম কোষ। দক্ষতা পদে Mesoporous কোষ পিছনে lagging কয়েক বছর পরে, প্ল্যানার perovskites প্রায় এখন হিসাবে দক্ষ।
প্রচলিত / বিপরীত প্ল্যানার এবং মেসোপোরাস (প্রচলিত) পারোভস্কাইট কোষের সাধারণ কাঠামো।
Perovskite ফিল্ম নিজেই সাধারণত ভ্যাকুয়াম বা সমাধান পদ্ধতি দ্বারা প্রক্রিয়া করা হয়। ফিল্ম মানের খুব গুরুত্বপূর্ণ। প্রাথমিকভাবে, ভ্যাকুয়াম-আমদানিকৃত চলচ্চিত্রগুলি সেরা ডিভাইস দিয়েছে, তবে এই প্রক্রিয়ার জন্য অজৈব (লিড হ্যালাইড) উপাদানগুলির সাথে একই সময়ে জৈব (মিথাইলামোনিয়াম) উপাদানটির সহ-বাষ্পীকরণের প্রয়োজন হয়, যা অনেক গবেষকদের কাছে উপলব্ধ বিশেষজ্ঞ বাষ্পীভবন চেম্বারের প্রয়োজন হয় না । ফলস্বরূপ, সমাধান-প্রক্রিয়াজাত ডিভাইসগুলির উন্নতিতে উল্লেখযোগ্য প্রচেষ্টা হয়েছে, কারণ এটি সহজ এবং কম-তাপমাত্রা প্রক্রিয়াকরণের জন্য অনুমতি দেয় এবং এইগুলি এখন দক্ষতার পরিপ্রেক্ষিতে ভ্যাকুয়াম-জমা দেওয়া কোষগুলির সমান।
সাধারণত, একটি perovskite সৌর কোষ সক্রিয় স্তর হয় এক বা দুই ধাপে প্রক্রিয়া মাধ্যমে জমা দেওয়া হয়। এক-ধাপে প্রক্রিয়াতে, পূর্ববর্তী সমাধান (যেমন সিএইচ 3 এনএইচ 3 আই এবং পিবিআই 2 এর মিশ্রন) লেপ করা হয় যা পরে উত্তাপের জন্য পারভস্কাইট চলচ্চিত্রে রূপান্তরিত হয়। এটির উপর একটি বৈচিত্র্য 'অ্যান্টিসোলভেন্ট' পদ্ধতি, যার মধ্যে একটি প্রবর্তক সমাধান একটি মেরু দ্রাবক মধ্যে লেপা হয়, এবং তারপর একটি নন-মেরু দ্রাবক দ্বারা স্পিন লেপ প্রক্রিয়া সময় quenched। কুইচ এর নির্দিষ্ট সময় এবং কোয়ানচিং সলভেন্টগুলির ভলিউমগুলি সর্বোত্তম কর্মক্ষমতা দিতে হবে। এই সহায়তার জন্য, আমরা ওসিলা সিরিঞ্জ পাম্প তৈরি করেছি , যা আমাদের 16% এরও বেশি বাড়ির বিদ্যুৎ রূপান্তর দক্ষতা মানগুলি ধাক্কা দেওয়ার জন্য এই কোয়ানিং প্রক্রিয়াটি ব্যবহার করার অনুমতি দিয়েছে।
দুই ধাপে প্রক্রিয়াতে, ধাতু হাইডাইড (যেমন PbI 2 ) এবং জৈব উপাদান (যেমন সিএইচ 3 এনএইচ 3 আই) পৃথক, পরবর্তী চলচ্চিত্রে স্পিন লেপযুক্ত। বিকল্পভাবে, ধাতু হ্যালাইড ফিল্মগুলিকে জৈব উপাদান বাষ্পের ভরাট একটি চেম্বারে লেপা এবং আনইনলেড করা যেতে পারে, যাকে 'ভ্যাকুয়াম-অ্যাসেসেড সমাধান প্রক্রিয়া' (ভিএএসপি) বলা হয়।
অ্যান্টি-দ্রাবক কোঁকানো পদ্ধতির প্রায়শই একটি প্রারম্ভিক সমাধান থেকে এক-পদক্ষেপের প্রক্রিয়াতে প্রায়শই পেরোভাইটাইটগুলি ব্যবহার করা হয়।
সর্বাধিক অত্যাধুনিক পারভোভাইটগুলি স্বচ্ছ আবহযুক্ত অক্সাইড / ইটিএল / পেরোস্কাইট / এইচটিএল / ধাতব কাঠামো, পিএইচ-ই ইটিএল এবং এইচটিএল-এ যথাক্রমে ইলেক্ট্রন-পরিবহন এবং গর্ত-পরিবহন স্তরগুলির উপর ভিত্তি করে তৈরি । সাধারণত গর্ত-পরিবহনের স্তরগুলি স্পিরি-ওমেটাদ বা পেডোট : পিএসএস , এবং সাধারণ ইলেকট্রন-পরিবহন স্তরের টিওও 2 বা স্নো 2 অন্তর্ভুক্ত। এই ইন্টারফেসগুলিতে শক্তি স্তরগুলি এবং বিভিন্ন উপকরণগুলির পারস্পরিক ক্রিয়াগুলি বোঝার ও অনুকূলিতকরণের বিষয়ে গবেষণার একটি খুব উত্তেজনাপূর্ণ এলাকা উপলব্ধ রয়েছে যা এখনও আলোচনার অধীনে রয়েছে।
পেরোভস্কাইট সৌর কোষের ব্যবহারিক ডিভাইসের ফ্যাব্রিকেশানের প্রধান সমস্যা চলচ্চিত্রের গুণমান এবং বেধ। লাইট-ফসলিং (সক্রিয়) পারভস্কাইট স্তরটি কয়েকশত ন্যানোমিটার পুরু হতে হবে - স্ট্যান্ডার ডি জৈব ফোটোভোলটাইকগুলির চেয়ে কয়েকগুণ বেশি , এবং উচ্চতর অভিন্নতা সহ এমন পুরু স্তর তৈরি করা কঠিন হতে পারে। বিবৃতি শর্তাবলী এবং annealing Te তাপমাত্রা অপ্টিমাইজ করা হয় না, অসম্পূর্ণ কভারেজ সঙ্গে রুক্ষ পৃষ্ঠ গঠন করা হবে। এমনকি ভাল অপ্টিমাইজেশান সঙ্গে, এখনও একটি উল্লেখযোগ্য পৃষ্ঠ স্থূলতা থাকবে। অতএব, সাধারণত ব্যবহার করা যেতে পারে তুলনায় ঘন ইন্টারফেস স্তর প্রয়োজন হয়। বিভিন্ন পদ্ধতির মাধ্যমে ফিল্ম মানের উন্নতি হয়েছে। এই ধরনের একটি পদ্ধতি হাইড্রোয়েডিক বা হাইড্রোব্রোমিক এসিডের মতো অল্প পরিমাণে অ্যাসিড যোগ করা, পূর্বে এমএআই-এর বিশুদ্ধতা সম্পর্কে লিখিত ক্লোরিাইড দ্রাব্যতা , বা সীসা আইডাইড প্রিক্সসারের অতিরিক্ত পোস্ট সম্পর্কে আলোচনা করা হয়েছে।
ব্যাপক গবেষণা প্রচেষ্টার মাধ্যমে স্পিন লেপ ব্যবহার করে 22% এরও বেশি দক্ষতা অর্জন করা হয়েছে এবং অন্যান্য সমাধান-প্রক্রিয়াজাতকরণ কৌশলগুলি (যেমন স্লট-ডাই লেপ ) ব্যবহার করে উচ্চ দক্ষতা অর্জন করা হয়েছে। এই প্রস্তাবিত যে perovskites বড় আকারের সমাধান প্রক্রিয়াকরণ খুব সম্ভব।
Perovskites এর ভবিষ্যত
পেরোভস্কিতে ভবিষ্যত গবেষণায় প্যাসিভেশন এবং ত্রুটি সংকোচনের কৌশলগুলির মাধ্যমে পুনর্মিলন হ্রাসের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা সম্ভব হবে, পাশাপাশি 2D পারোভাইটাইট এবং উন্নত-অপ্টিমাইজ করা ইন্টারফেস সামগ্রী অন্তর্ভুক্ত করে দক্ষতা বৃদ্ধি করা হবে। দক্ষতা এবং স্থিতিশীলতা উভয় উন্নত করার জন্য, চার্জ-নিষ্কাশন স্তর জৈব পদার্থ থেকে অজৈব থেকে দূরে সরানো সম্ভবত। স্থিতিশীলতা এবং সীসা পরিবেশগত প্রভাব হ্রাস উন্নতি উভয় আগ্রহের উল্লেখযোগ্য এলাকায় হতে পারে।
স্বতন্ত্র পেরোভস্কাইট সৌর কোষগুলির বাণিজ্যিকীকরণ এখনও ফ্যাব্রিকেশন এবং স্থিতিশীলতার ক্ষেত্রে বাধাগুলি ভোগ করে, তেন্ডেম সি-সি / পারোভস্কাইট কোষগুলিতে তাদের ব্যবহার দ্রুতগতিতে অগ্রগতি লাভ করেছে (২5% এর উপরে দক্ষতার সাথে) এবং সম্ভবত এটি perovskites প্রথমে এই কাঠামো অংশ হিসাবে PV বাজার দেখতে হবে। সৌর বহির্ভূত, হালকা-ইমিটিং ডায়োডগুলির মতো অন্যান্য অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে পারভস্কাইট ব্যবহারের জন্য উল্লেখযোগ্য সম্ভাবনা রয়েছে এবং প্রতিরোধী স্মৃতি।
Perovskite ফ্যাব্রিকেশন ভিডিও গাইড
যারা শুধু তাদের পারভস্কাইট গবেষণার শুরুতে, আমরা একটি ভিডিও নির্দেশিকা তৈরি করেছি যা পেরোভস্কাইট ফোটোভোলটাইকগুলি তৈরি এবং পরিমাপ করার সম্পূর্ণ প্রক্রিয়া প্রদর্শন করে। আমাদের নিজস্ব ল্যাবগুলিতে, আমরা এই বিশেষ ফ্যাব্রিকেশন রুটিন ব্যবহার করে 11% এর বেশি কার্যকারিতা অর্জন করেছি। নিচের ভিডিওটিতে ওসিলা স্পিন কোটারের একটি পুরানো, বিচ্ছিন্ন মডেল রয়েছে - বর্তমান মডেল দেখতে, আপনি এখানে পণ্য পৃষ্ঠাতে যেতে পারেন।
পেরোস্কাইট সৌর কোষের জন্য ওসিলা পণ্য
ওসিলার পুরস্কার বিজয়ী সৌর সেল প্রোটোটাইপিং প্ল্যাটফর্ম উদাহরণস্বরূপ বৈজ্ঞানিক প্রয়োগ এবং সৌর কোষ গবেষণা প্রভাবিত করে। এটি একটি উচ্চ কার্যকারিতা স্ট্যান্ডার্ড ফোটোভোলটাইক রেফারেন্স আর্কিটেকচার অংশ হিসাবে substrates, উপকরণ, এবং পরীক্ষার সরঞ্জাম একটি সুসঙ্গত সংগ্রহ। এটি গবেষকদের উচ্চমানের, সম্পূর্ণরূপে কার্যকরী সৌর কোষ উত্পাদন করতে সক্ষম করে যা নির্ভরযোগ্য বেসলাইন হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
গবেষকরা এবং বিজ্ঞানীদের নিজেদের হিসাবে, আমরা বুঝতে পারি যে কীভাবে উচ্চ-গুণমানের ডিভাইস তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় সমস্ত উপকরণ, প্রক্রিয়া এবং কৌশলগুলির উপর দক্ষতা অর্জন করা যায় - এবং আপনার সেরা প্রচেষ্টার সত্ত্বেও এটি কখনও কখনও অসঙ্গত হতে পারে এবং অ -প্রজাতীয় ফলাফল।
আমরা আপনার গবেষণায় ফোকাস করার পরিবর্তে এই প্ল্যাটফর্মটি তৈরি করেছি (আপনার সমস্ত উপাদান ডিজাইন / সোর্স করার পরিবর্তে) এবং একটি কর্মক্ষমতা বেসলাইন পুনঃনির্দেশ করুন। এই প্ল্যাটফর্মের একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা প্রাক-প্যাটার্নযুক্ত আইটিও সাবস্ট্রট এবং উচ্চ-থ্রুপুট প্রক্রিয়াজাতকরণ সরঞ্জামগুলির বিধান - যা সৌর সেল ডিভাইসের জন্য আপনার উৎপাদন হারে উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি পায় - এইভাবে আপনি আরো তথ্য সংগ্রহ করতে সহায়তা করে। এভাবে, আরও নতুন ধরনের উপকরণ বা আর্কিটেকচার বৈচিত্র পরীক্ষা করা যেতে পারে এবং আরও পরিসংখ্যানগত তথ্য সংগৃহীত হতে পারে - সুসংহততা এবং নির্ভুলতা নিশ্চিত করা।
সর্বাধিক মৌলিক স্তরে, সর্বাধিক পারভোভাইট-ভিত্তিক সৌর কোষগুলি স্বচ্ছ পরিবাহী অক্সাইড লেপা গ্লাস সাবস্ট্র্যাটের উপর ভিত্তি করে বাষ্পীকৃত ধাতু ক্যাথোড এবং শীর্ষ encapsulation সঙ্গে ভিত্তি করে। যেমন, আমাদের বিদ্যমান সবস্রাট অবকাঠামো এবং পারোভস্কাইট উপকরণ ইতিমধ্যে উচ্চ-পারফরমেন্স সমাধান-প্রক্রিয়াজাত পারভস্কাইট ডিভাইসগুলিতে ব্যবহার করা হচ্ছে। আমাদের স্ট্যান্ডার্ড এনক্যাপুলেশন ইপক্সি ল্যামিনেটিং গ্লাস বা অন্যান্য বাধা স্তরগুলির জন্য পুরোপুরি উপযুক্ত - যেমন SNITH এর 2014 প্রকৃতির কাগজে ব্যবহৃত।
ওসিলা স্পিন কোটারটি নিয়মিতভাবে আমাদের ইন্টারফেস এবং অ্যাক্টিভ লেয়ারগুলি উচ্চ নির্ভুলতা এবং সহজ অপারেশন সহ জমা দেওয়ার জন্য ব্যবহৃত হয়।
স্পিন কোটারের একটি খুব উপযোগী সঙ্গী (উপরের ছবিটি) ওসিলা সিরিঞ্জ পাম্প । এটি উচ্চ গুণমানের চলচ্চিত্রগুলি প্রাপ্ত করার জন্য স্বয়ংক্রিয় বিতরণ এবং আমাদের পারভোস্কাইট স্তরের কোঁচানোর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। আমাদের একাডেমিক সহকর্মীরা আমাদের স্ট্যান্ডার্ড সাবস্ট্রটগুলিতে স্প্রে লেপের মাধ্যমে সমাধান-প্রক্রিয়াযুক্ত পারোভস্কাইট সৌর কোষগুলিতে কিছু উত্তেজনাপূর্ণ অগ্রগতি করেছে। উপরন্তু, পারভস্কাইট সৌর কোষগুলি ওসিলা সৌর কোষ চতুর্থ টেস্ট সিস্টেম ব্যবহার করে চিহ্নিত করা হচ্ছে, যা স্বয়ংক্রিয়ভাবে ডিভাইসের মেট্রিকগুলি গণনা করে এবং স্থায়িত্ব পরিমাপ করতে পারে।
ওসিলা থেকে পাওয়া I101 পেরোভস্কাইট কালি। এটি সমাধান করা হয় 0.5 মিলিমিটার ধারণকারী 10 টি পৃথক vials। এই 160 substrates পর্যন্ত আবরণ সক্ষম। I101 এছাড়াও আমাদের মান অর্ডার মাপের তুলনায় 25% ডিসকাউন্ট সহ বাল্ক (30 মিলিমিটার) মধ্যে কেনা যাবে।
সাম্প্রতিক মাসগুলিতে আমরা আমাদের একাডেমিক সহযোগীদের সাথে আরও বেশি পারভস্কাইট-ভিত্তিক পণ্য বাজারে আনতে কাজ করেছি, যার মধ্যে রয়েছে: হাই-বিশুদ্ধ মেথাইল্যামনিয়াম আইডাইড , মেথাইল্যামনিয়াম ব্রোমাইড , ফরম্যামিডিনিয়াম আইডাইড এবং ফরম্যামিডিনিয়াম ব্রোমাইড। আমরা পেরোভস্কাইট ইঙ্কের আমাদের প্রথম সেটও প্রকাশ করেছি, এইগুলির মধ্যে প্রথমটি হল I101 (MAI: PbCl 2 ), বায়ুতে প্রক্রিয়াকরণের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে এবং আমাদের ল্যাবগুলিতে 11.7% পর্যন্ত দক্ষতা প্রদর্শন করেছে। আমাদের দ্বিতীয় কালি, I201 (MAI: PbCl 2 : PbI 2 ) একটি নাইট্রোজেন বায়ুমন্ডলে প্রক্রিয়া করা mulated করা হয়, এবং এ পর্যন্ত আমরা দক্ষতা দেখেছি 11.8% পর্যন্ত। উভয় inks তাদের perovskites গবেষণা সঙ্গে প্রথম শুরু যখন আমাদের গ্রাহকদের অবিশ্বাস্যভাবে দ্রুত উচ্চ দক্ষতা পৌঁছাতে সাহায্য করার জন্য ডিজাইন করা হয়। আমরা ফলাফল maximize উভয় inks সঙ্গে অপ্টিমাইজড প্রক্রিয়াকরণ রুটিন অন্তর্ভুক্ত।