स्प्रे कोटिंग पेरोव्स्काइट के प्रदर्शन को बढ़ाती है

क़िंगदाओ इंस्टीट्यूट ऑफ बायोएनर्जी एंड बायोप्रोसेस टेक्नोलॉजी (क्यूआईबीईबीटी) के शोधकर्ताओं ने एक नई "सीमित क्रिस्टलीकरण" रणनीति विकसित की है जो स्प्रे-लेपित पेरोव्स्काइट उपकरणों के प्रदर्शन को काफी हद तक बढ़ाती है जो उन्हें पारंपरिक रूप से केवल स्पिन-कोटिंग विधियों के साथ हासिल की गई दक्षता के करीब लाती है।कार्य से पता चलता है कि दृष्टिकोण स्वच्छ क्रिस्टल विकास, कम दोष घनत्व और जटिल सतहों पर स्केलेबल निर्माण प्रदान करता है।

स्प्रे कोटिंग एक स्केलेबल, गैर-संपर्क विधि है जो भवन-एकीकृत फोटोवोल्टिक्स से लेकर घुमावदार ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स तक बड़े क्षेत्र और त्रि-आयामी सब्सट्रेट्स के लिए उपयुक्त है, लेकिन जमा फिल्मों में अनियंत्रित क्रिस्टलीकरण और उच्च दोष घनत्व के कारण ऐतिहासिक रूप से दक्षता में पिछड़ गई है।पारंपरिक सॉल्वैंट्स बूंदों में धीरे-धीरे और असमान रूप से वाष्पित होते हैं, जिससे अशुद्धियाँ और अव्यवस्थित अनाज संरचनाएँ बनती हैं जो डिवाइस के प्रदर्शन को ख़राब करती हैं।

टीम का सीमित क्रिस्टलीकरण दृष्टिकोण एक स्थानीय उच्च-सांद्रण (एलएचसी) अग्रदूत प्रणाली की इंजीनियरिंग द्वारा छोटी बूंद के स्तर पर क्रिस्टलीकरण मार्ग का पुनर्गठन करता है।कमजोर लिगैंड सॉल्वैंट्स को जोड़कर, विधि प्रमुख आयनिक घटकों के प्रसार को प्रतिबंधित करती है और लेड-आयोडाइड परिसरों के साथ उनकी बातचीत में सुधार करती है।यह अवांछित मध्यवर्ती चरणों और परजीवी प्रतिक्रियाओं को दबा देता है, जिससे सजातीय पूर्व-न्यूक्लिएशन और फिल्म के रूप में अत्यधिक उन्मुख α-चरण पेरोव्स्काइट क्रिस्टल का प्रत्यक्ष गठन सक्षम हो जाता है।

इस रणनीति के प्रमुख तकनीकी लाभों में से एक ट्रैप-स्टेट दोष घनत्व में लगभग 10^14 सेमी⁻³ तक कम इलेक्ट्रॉनिक नुकसान के साथ फिल्मों का उत्पादन करने में महत्वपूर्ण कमी है।मशीन लर्निंग अनुकूलन के साथ संयुक्त, टीम ने स्प्रे-लेपित पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं के लिए 25.5% बिजली रूपांतरण दक्षता (25.2% प्रमाणित) और साथ ही 22.5% से अधिक दक्षता वाले मिनी-मॉड्यूल की सूचना दी।ये आंकड़े अत्याधुनिक स्पिन-लेपित कोशिकाओं के करीब हैं।

उच्च दक्षता से परे, यह प्रक्रिया निर्माण के दौरान उच्च आर्द्रता (लगभग 80%) को सहन करती है और 23% से ऊपर के प्रदर्शन के साथ गैर-विकासशील, घुमावदार सब्सट्रेट्स पर जमाव को सक्षम बनाती है, जो वास्तविक दुनिया, जटिल सतह अनुप्रयोगों के लिए इसकी क्षमता को उजागर करती है।नैनोमीटर से माइक्रोमीटर तक निरंतर मोटाई नियंत्रण और पैटर्नयुक्त और त्रि-आयामी ज्यामिति के साथ संगतता विधि की बहुमुखी प्रतिभा को और रेखांकित करती है।

संक्षेप में, यह सीमित क्रिस्टलीकरण रणनीति स्केलेबल स्प्रे कोटिंग और सटीक प्रयोगशाला तकनीकों के बीच प्रदर्शन अंतर को कम करती है जबकि अगली पीढ़ी के पेरोव्स्काइट फोटोवोल्टिक्स और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए विनिर्माण लिफाफे का विस्तार करती है।