Ortam Havasında Çalışan Perovskit Güneş Pillerinde İlerleme: Performans, Kararlılık ve Geniş Alan Ölçeklenebilirliği Açısından Spin-Coating ve Inkjet Baskı Yöntemlerinin Karşılaştırmalı Analizi

Özet

Perovskit güneş pilleri (PSC’ler), yüksek güç dönüşüm verimlilikleri, çözelti bazlı işlenebilirlik ve ölçeklenebilirlik potansiyelleri nedeniyle oldukça umut vadeden bir fotovoltaik teknoloji olarak ortaya çıkmıştır. Çözelti bazlı kaplama yöntemleri arasında, geleneksel olarak laboratuvar ölçekli üretimde spin kaplama yöntemi baskın olmuştur; kontrollü koşullar altında hızlı kristalleşme ve düzgün filmler sunar; ancak, yüksek malzeme israfı ve geniş alanlı cihazlar için sınırlı tekrarlanabilirlik sorunlarından muzdariptir. Buna karşılık, mürekkep püskürtmeli baskı, dijital, eklemeli ve ölçeklenebilir bir yaklaşım sunarak, ortam havasında bile film kalınlığı, desenleme ve malzeme kullanımı üzerinde hassas kontrol sağlar. Bu inceleme, havada üretilen spin kaplama ve mürekkep püskürtmeli baskı PSC’lerinin karşılaştırmalı bir analizini sunarak, film oluşum mekanizmaları, morfolojik ve yapısal özellikler, optoelektronik performans, operasyonel kararlılık ve ölçeklenebilirlik konularına odaklanmaktadır. Son çalışmalar (2018–2025), ortam havasında işlenmiş perovskit güneş pillerinin (PSC’ler) %17,7’ye (döndürerek kaplama) ve %12,4’e (mürekkep püskürtmeli baskı) varan güç dönüşüm verimliliklerine ulaşabildiğini ve uzun vadeli kararlılıklarının %85’i aştığını göstermektedir. Damlacık birleşmesi, kahve halkası etkisi ve nem kaynaklı bozulma gibi zorluklar, mürekkep formülasyonu, alt tabaka mühendisliği ve hibrit üretim stratejileri yoluyla ele alınmaktadır. Bu bilgiler, laboratuvar araştırmaları ile endüstriyel ölçekte hava ortamında işlenmiş PSC’lerin üretimi arasındaki boşluğu kapatmak için yol gösterici niteliktedir.