کلمات کلیدی: سلول خورشیدی، پوشش‌دهی به روش پرینت، پروسکایت، CIGS، CZTS.
ساخت سلول های خورشیدی در نهایت باید منجر به تولید ماژول های خورشیدی شود که مجموع هزینه ی مواد و هزینه ی ساخت آن (با احتساب هزینه های مربوط به تکنیک های مورد استفاده و پیچیدگی های ساخت) توجیه اقتصادی داشته باشد. باید بتوان همه ی لایه ها را با حداقل پیچیدگی با تکنیک های پرینت در ابعاد بزرگ لایه نشانی کرد. قدم اول برای رسیدن به این مرحله ساخت سلول های کوچک با استفاده از این تکنیک ها است.
هدف:
ساخت سلول های خورشیدی که همه ی لایه های آن به جز اولین زیر لایه ی رسانا با انواع روش های پرینت لایه نشانی شده باشد. استفاده از تکنیک های اسپری پایرولیز برای بعضی لایه ها مانعی ندارد ولی انتظار می رود بیشتر لایه ها با تکنیک های پرینت با استفاده از دستگاه هایی مثل اسکرین پرینتر، پرینتر جوهر، دکتر بلید و ... .
کاربرد محصول:
سلول‌های خورشیدی.
مشخصات فنی اجباری محصول نهایی:
1) سطح موثر سلول حداقل یک سانتی متر مربع باشد (استفاده از خطوط جمع کننده ی جریان مانعی ندارد ولی جزو سطح موثر به حساب نمی آید).
2) هر یک از لایه های پرینت شده، به صورت مجزا دارای کیفیت قابل قبولی نسبت به لایه هایی از همان مواد که با روش هایی مثل لایه نشانی چرخشی لایه نشانی می شوند باشند (تصاویر FESEM و میکروسکوپ نوری، طیف عبور و انعکاس و ... به عنوان معیاری برای مقایسه در نظر گرفته می شوند).
3) حداقل بازدهی برای سلول با جاذب پروسکایت 12 درصد، برای سلول با جاذب CIGS 10درصد و برای سلول با بازدهی CZTS برابر 6 درصد باشد.
4) پایداری سلول کم تر از سلول شاهد ساخته شده به روش استاندارد نباشد.
مشخصات فنی اختیاری محصول نهایی:
سلول ها دارای لایه ی محافظ برای نفوذ عوامل مخرب محیطی مانند مولکلول های آب باشند.
مشخصات جزء نانومتری:
پیش ماده ی ماده ی جاذب نور می تواند به صورت نانوذرات باشد (وابسته به نوع ماده ی جاذب و روش ساخت سلول)، هر یک از لایه های انتقال دهنده ی حفره و انتقال دهنده ی الکترون، لایه های بافر و الکترود های جمع کننده ی جریان می توانند از لایه نشانی نانوذرات و یا نانوکامپوزیت ها ایجاد شوند.
چالش‌ها و محدودیت‌ها:
1) چالش ساخت همه ی لایه ها به گونه ای که از نظر مکانیکی انعطاف پذیر باشند و داخل آن ها ریزترک ایجاد نشود (محدودیت در استفاده از مواد سرامیکی).
2) محدودیت دمادهی در ساختار های انعطاف پذیری که در آن ها از ITO/PEN و ITO/PET استفاده می شود برای همه ی لایه ها.
تجهیزات کلیدی مورد نیاز برای طرح:
تجهیزات لایه نشانی وابسته به ساختار انتخابی مانند:
1) اسکرین پرینتر
2) دکتر بلید
3) پرینتر جوهر
4) UV-O3
5) هات پلیت
دستگاه‌های مشخصه‌یابی لایه مانند SEM، XRD و ...
دستگاه های مشخصه یابی نوری مانند طیف سنج، میکروسکوپ نوری و ...
نکات مهمی که لازم است طی انجام طرح در نظر گرفته شود:
1) لازم است که در انتهای طرح سلول با ساختار به طور کامل قابل پرینت ارائه شود.
2) لازم است همراه با ساخت سلول، یک سلول مرجع که مشخصات آن طبق ساختار انتخابی تعیین می شود ساخته شود و همه ی ویژگی های فوتوولتایی، پایداری نوری و پایداری نسبت به عوامل محیطی هر دو با هم مقایسه شود.