A qué retos se enfrenta la tecnología de la perovskita？

Preparación a gran escala

Uno de los principales retos es la preparación a gran escala de perovskitas, que es crucial para la viabilidad comercial de la tecnología de perovskitas.

El proceso de la perovskita incluye tres pasos: preparación de la capa fina, grabado por láser y envasado. La preparación uniforme de la capa de perovskita es actualmente la principal dificultad del proceso.

Se han probado distintos enfoques, como el revestimiento de ranuras y los equipos de evaporación, pero no se ha establecido un proceso estándar. También es necesario mejorar la precisión de los equipos láser para reducir la zona muerta.

A continuación se muestra un diagrama de flujo para la preparación de baterías de perovskita:

Además, el proceso de preparación de perovskitas a gran escala no sólo es un reto técnico, sino que también plantea problemas medioambientales.

En la actualidad, existen problemas de contaminación por plomo soluble en agua en el proceso de industrialización de las baterías de perovskita, y la falta de un sistema de reciclaje eficaz puede suponer una amenaza para el medio ambiente.

Por lo tanto, existe una necesidad urgente de desarrollar una tecnología de preparación de perovskita a gran escala que sea sostenible y respetuosa con el medio ambiente.

Preparación de películas finas

El principio estructural de las células de perovskita, diferente del de las células de silicio, es otro reto que hay que superar. Así pues, es necesario diseñar nuevos flujos de proceso y equipos de línea de producción para adaptarse a las propiedades únicas de las células de perovskita.

La principal dificultad de la tecnología de la perovskita es preparar películas finas de gran superficie, alto rendimiento, alta estabilidad, uniformidad y alta calidad.

Existen varios procesos de deposición de películas finas, pero no se ha identificado una única vía dominante. Los distintos fabricantes tienen un espacio experimental diferente en cuanto a la selección del material y la estructura de la pila.

En cuanto al equipo de revestimiento, la capa central "capa de perovskita" de las baterías de perovskita incluye principalmente dos tipos de métodos de revestimiento: método de solución (preparación por método húmedo) y método de fase gaseosa (preparación por método seco), que pueden utilizarse solos o combinados.

Recientemente, diferentes métodos de preparación de películas finas se encuentran aún en estado de coexistencia y desarrollo de dos tecnologías.

El equipo de revestimiento se utiliza principalmente para fabricar la capa absorbente de luz de perovskita, y también pueden aplicarse otras capas de película fina según la selección del material.

Entre ellas, el revestimiento por hendidura es una tecnología de revestimiento precisa, y su principio de funcionamiento es que el líquido de revestimiento se extruye y pulveriza a lo largo de la hendidura del molde de revestimiento bajo una determinada presión y un determinado caudal, y luego se transfiere al sustrato.

Grabado láser

El proceso de grabado láser es otro reto para la tecnología de la perovskita. La función de la máquina de grabado láser en la célula solar de perovskita es trazar con láser P1, P2 y P3 para bloquear la conducción, formando así un módulo independiente.

Generalmente se entiende que P1 es vidrio conductor FTO, y P2 es ITO o Para la capa de perovskita, P3 es un material chapado en oro o plata, y algunos equipos de proyecto utilizan materiales de polvo de carbono.

La estructura del circuito de la batería de perovskita se construye mediante grabado láser multipaso y se conectan varias baterías de perovskita en serie para formar un módulo.

Grabado láser para construir un circuito de componentes de perovskita en serie:

Para mejorar la eficacia y precisión del grabado láser, algunos fabricantes están desarrollando nuevos sistemas láser que pueden controlar mejor el proceso de grabado.

Por ejemplo, algunos de los 10 principales fabricantes de células solares de perovskita en China han desarrollado un pequeño equipo de automatización láser para mejorar la eficacia del grabado láser y reducir el tiempo y el coste de producción de las células solares de perovskita.

Paquete

El encapsulado aísla la batería del entorno exterior, lo que es crucial para la estabilidad de los dispositivos fotovoltaicos de perovskita, la seguridad de la batería, la protección del medio ambiente y la vida útil.

En la actualidad, existen dos tecnologías comunes de embalaje de células solares de perovskita:

La primera técnica de envasado utiliza inyectores de metal evaporado y cintas metálicas soldadas para conducir la corriente de la célula al exterior, y los bordes de las cintas metálicas se sellan, quedando el dispositivo en el centro de la cavidad cerrada.

La segunda tecnología de envasado consiste en utilizar electrodos ITO transparentes para separar la perovskita de los electrodos metálicos y garantizar un cierto espacio lateral entre los electrodos y los PSC.

Uno de los lados del envase lleva directamente los electrodos ITO, lo que permite sellar mejor todo el dispositivo. Ambas son tecnologías de envasado "edge-banding".

En el futuro, el desarrollo de nuevas tecnologías de envasado es inevitable. Porque unas mejores técnicas de envasado pueden proteger de la humedad y otros factores ambientales, mejorando la eficiencia y fiabilidad generales de las células solares de perovskita.

Resumen

La tecnología de la perovskita tiene un enorme potencial. Sin embargo, para convertirla en una opción viable de adopción generalizada, es necesario abordar los retos técnicos relacionados con la fabricación a gran escala, la fabricación uniforme de películas finas, la litografía láser y el envasado.

Cabe señalar que estos retos no son independientes entre sí, sino que algunos están interrelacionados.

Por ejemplo, la preparación uniforme de capas de perovskita está relacionada con el desarrollo de equipos de recubrimiento, mientras que el diseño de nuevos equipos de flujo de procesos y líneas de producción está relacionado con la preparación uniforme de capas de perovskita.

Los investigadores y los fabricantes deben trabajar juntos para afrontar estos retos mediante la innovación y la experimentación para desarrollar nuevos soluciones de almacenamiento de energía.