钙钛矿大面积制备工艺新突破
近日，KAUST研究人员开发了一种针对钙钛矿大规模制造过程定制的槽模涂层，可生产出高效的钙钛矿光伏电池。这种溶液也可以涂在硅上，实现钙钛矿晶硅叠层光伏电池的制备。
先进的溶液配方是将钙钛矿光伏电池从学术实验室成功转化为商业化产品的关键。
大面积钙钛矿薄膜的制备
大面积钙钛矿制备过程中需要精确控制钙钛矿薄膜形态及结晶品质以保证性能。均匀覆盖的光滑的钙钛矿薄膜既能保证足够的光捕获效率, 又能降低电荷的复合损失。
钙钛矿薄膜的沉积方法包括旋涂法、软覆盖沉积法、板压法、气固反应法以及刮涂法等, 这些方法可以调节钙钛矿表面形态或增强结晶品质。
实验室制备通常采用旋涂法，这种方法不适合大规模生产。相比之下，槽模涂覆是一种在工业生产中使用了近70年的制造技术。
槽模涂覆：一种新型高效制备方法
新型制备过程包括连续使溶液精确地通过一个狭缝，然后在基材上移动，形成一个连续的薄膜。“这种高通量技术允许以卷的形式制造，类似于印刷报纸。"研究人员表示。
为了生产高效率的槽模涂层印刷电路板，团队面临着不小的挑战。一些性能优异的旋涂PSC将钙钛矿PTAA传输层结合在一起，但PTAA是疏水性的，对钙钛矿溶液具有高度排斥性。
研究人员在溶液配方中加入表面活性剂克服了排斥性，从而获得更好的界面和薄膜质量以及更好的设备性能。该团队还将溶液转换为低沸点溶剂，减少了干燥时间，无需进一步加工。
总体而言，该团队优化的槽模涂层光伏组件捕获太阳能的效率高达21.8%，对比此前记录的光伏组件18.3%的效率有了显著提高。
从商业角度来看，这种溶液可以很容易地涂覆在纹理化的硅上，制成钙钛矿硅叠层光伏电池。据了解，KAUST制造第一片槽模涂覆的晶硅钙钛矿叠层光伏电池记录了23.8%的效率。
逐渐走向成熟的钙钛矿光伏
钙钛矿光伏电池沉积技术的发展对于将钙钛矿光伏技术从实验室推向市场至关重要。KAUST的下一步计划是使用其开发的此项技术制造大面积电池和组件，并在实验室和室外测试稳定性，同时继续提高性能。
此前KAUST在室外炎热、阳光充足的气候下研究了钙钛矿硅太阳能电池的性能。尽管应用环境偏离了理想工作条件，降低了在标准测试条件下优化的串联电池的效率，却明显降低了钙钛矿的带隙，允许在叠层光伏电池中使用更稳定的钙钛矿成分。
10月29日☞☞第二届全球钙钛矿与叠层电池产业化论坛上，SMIT、德沪、nTact、极电、协鑫、众能、光焱、Spire、晶科、牛津等一众光伏企业均表达对钙钛矿光伏电池技术的看好与支持。专家透露，钙钛矿组件一旦进入市场，对晶硅的优势完全是压倒性的。8月底，牛津光伏宣布其钙钛矿光伏电池产品将在今年年底实现量产，并于2021正式公开销售，钙钛矿光伏技术的商业化进程已然开启。而各种提效量产提效技术，也将迎来最大的瞩目。
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