高性能鈣鈦礦太陽(yáng)能電池采用適合卷對(duì)卷生產(chǎn)的易于制造的液體基工藝制成。先進(jìn)的墨水配方可能是將鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PSC)從學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室的英雄轉(zhuǎn)變?yōu)樯虡I(yè)上成功的產(chǎn)品的關(guān)鍵。KAUST的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種鈣鈦礦油墨，該鈣鈦礦油墨是為大規(guī)模生產(chǎn)工藝量身定制的，被稱為狹縫模頭涂料，生產(chǎn)出能高效捕獲太陽(yáng)能的PSC 。墨水也可以涂在硅上，形成鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池，從而捕獲更多的太陽(yáng)能。

Stefaan De Wolf實(shí)驗(yàn)室的博士后Anand Subbiah表示：“在過(guò)去的十年中，PSC在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的工作中顯示出了很大的希望。他說(shuō)：“作為一個(gè)社區(qū)，我們需要開(kāi)始關(guān)注PSC技術(shù)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。”

研究實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的PSC通常是通過(guò)旋涂制成的，不適合批量生產(chǎn)。相反，縫模涂布是工業(yè)上使用了近70年的制造技術(shù)。Subbiah說(shuō)：“該過(guò)程涉及連續(xù)而精確地迫使油墨穿過(guò)狹窄的縫隙，該縫隙在整個(gè)基材上移動(dòng)以形成連續(xù)的膜。” “這種高通量技術(shù)將允許卷對(duì)卷制造，類似于印刷報(bào)紙。”

為了生產(chǎn)高效的縫模涂布PSC，該團(tuán)隊(duì)面臨一些挑戰(zhàn)。一些性能最好的旋涂PSC將鈣鈦礦與聚三芳基胺(PTAA)傳輸層結(jié)合在一起，但是PTAA具有疏水性，并且對(duì)液體鈣鈦礦油墨具有高度的排斥性。Subbiah說(shuō)，在油墨配方中添加表面活性劑可以克服排斥性，從而獲得更好的界面質(zhì)量和涂膜以及更好的器件性能。該團(tuán)隊(duì)還將油墨轉(zhuǎn)換為低沸點(diǎn)溶劑，從而減少了油墨干燥時(shí)間，而無(wú)需進(jìn)一步的處理步驟。

總體而言，該團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)優(yōu)化的縫模涂布PSC能夠以高達(dá)21.8%的效率捕獲太陽(yáng)能，比以前以這種方式記錄的PSC的18.3%有了顯著提高。

Subbiah說(shuō)，從商業(yè)角度來(lái)看，更重要的是，可以很容易地將油墨涂布到紋理化的硅上，以生產(chǎn)鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池。他說(shuō)：“我們還能夠制造出第一個(gè)縫模涂覆的鈣鈦礦型硅單片串聯(lián)太陽(yáng)能電池，效率達(dá)到了23.8%。”

De Wolf說(shuō)：“鈣鈦礦太陽(yáng)能電池可擴(kuò)展沉積技術(shù)的發(fā)展對(duì)于將這項(xiàng)技術(shù)從研究實(shí)驗(yàn)室推向市場(chǎng)至關(guān)重要。” “我們的下一步是使用我們開(kāi)發(fā)的技術(shù)制造大面積設(shè)備和模塊，并在實(shí)驗(yàn)室和室外測(cè)試其穩(wěn)定性，同時(shí)繼續(xù)提高性能。”

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