La nécessité de récolter efficacement l'énergie solaire pour un avenir plus durable est de plus en plus acceptée à travers le monde. Une nouvelle famille de cellules solaires à base de pérovskites, des matériaux à structure cristalline particulière, est désormais en concurrence avec les matériaux conventionnels en silicium pour satisfaire la demande dans ce domaine. Les cellules solaires à pérovskite (PSC) sont continuellement optimisées pour réaliser leur potentiel commercial, et une équipe dirigée par des chercheurs de l'Université de Kanazawa a maintenant signalé une nouvelle et simple approche à jet d'encre électrostatique oblique (OEI) pour déposer un oxyde de titane (TiO 2 ) couche compacte sur des substrats à motif FTO sans avoir besoin d'un environnement sous vide en tant que couche de transport d'électrons (ETL) pour améliorer l'efficacité des PSC. Les résultats sont publiés dans Rapports scientifiques .

Les PSC comprennent un empilement de différentes couches de composants qui ont toutes un rôle spécifique. L'ETL, qui est souvent composé de TiO 2 , permet le transport des électrons - porteurs de charge - vers les électrodes, tout en bloquant le transport des trous - qui peuvent se recombiner avec les électrons pour empêcher leur écoulement. Établir un TiO complet 2 couche avec la bonne épaisseur, qui est uniforme et exempt de défauts, est donc essentiel pour produire des cellules solaires efficaces.

La plupart des nombreux TiO 2 les techniques de dépôt signalées à ce jour ont des limites associées, comme une mauvaise couverture ou reproductibilité, ou ne se prêtant pas à une mise à l'échelle. Ils peuvent également nécessiter des conditions de préparation difficiles telles qu'un vide. Les chercheurs rapportent un simple, méthode OEI à faible coût qui permet d'obtenir une couche compacte sans nécessiter de vide.

"Notre technique peut produire des couches de transport d'électrons uniformes dont l'épaisseur peut être modifiée en contrôlant le temps de dépôt." L'auteur principal de l'étude, le professeur adjoint, le Dr Md. Shahiduzzaman, explique. « Les cellules solaires fabriquées à l'aide de notre approche avaient des rendements de conversion de puissance allant jusqu'à 13,19 %, lequel, vu les autres avantages de notre technique, est très prometteur pour la mise à l'échelle et la commercialisation."

La technique est basée sur le dépôt de gouttelettes chargées positivement qui sont attirées vers une surface chargée négativement. Des rapports précédents utilisant la même approche électrostatique ont obtenu des rendements de conversion de puissance inférieurs car les gouttelettes formaient un empilement à la surface en raison de la gravité. Introduction d'un angle oblique dans le processus - pulvérisation du TiO 2 précurseur à 45° de la surface, élimine l'effet de la gravité, conduisant au dépôt d'une couche plus uniforme.

« Une méthode de dépôt ETL optimale doit offrir un certain nombre de propriétés pour aboutir à une cellule solaire à haut rendement, " explique le Dr Shahiduzzaman. " La capacité de contrôler l'épaisseur de la couche et d'obtenir une uniformité, couche reproductible à faible coût, sans besoin de vide, offre un ensemble unique d'avantages qui n'a pas été signalé à ce jour. Nous espérons que ces propriétés conduiront à une mise à l'échelle efficace et commercialement pertinente qui contribuera à la recherche d'une énergie plus propre dans le monde. »