钙钛矿前体、溶剂和添加剂的液体溶液从狭缝状喷嘴流到下方输送的玻璃基板上。作者:/李他们改进了一种将廉价钙钛矿溶质溶液垂直沉积到下面移动衬底上的方法。他们不仅发现了所用溶剂中的一种所起的关键作用，而且还仔细观察了溶液的老化和储存特性。由晶体硅制成的太阳能电池仍然占屋顶装置和太阳能农场的大部分。但是其他技术也早已建立起来——比如那些通过使用沉积在基板上的极薄层太阳能电池材料将阳光转化为电能的技术。HZB柏林亥姆霍兹-曾特鲁姆大学的伊娃·昂格尔教授和她的团队正在研究的钙钛矿太阳能电池就属于这一组。“这些是迄今为止最好的太阳能电池，可以用二维墨水制造，”研究人员解释说。"现在它们的效率已经接近晶体硅电池."
开发可扩展的方法
已经开发了许多方法，并用于在实验室中制造小的测试单元，在那里可以研究和改进它们。但是工业规模的制造还有很长的路要走。Unger从她自己的经验中知道:“不幸的是，为制造小表面积而优化的工艺不能总是按比例放大。”换句话说:并不是所有在实验室里完美工作的东西在工厂里也一定经济。“这就是我们采取下一步行动并开发可扩展方法的原因。这意味着我们的团队专注于更大表面的涂层工艺。”在混合硅钙钛矿研究、集成和新技术创新实验室，该实验室是HZB和工业界合作的基础设施，该团队专注于已经证明其在工业中重要性的工艺。
“我们在这里试验了槽模涂层，”她解释道。在这个过程中，作为钙钛矿前体、溶剂和添加剂的薄液体溶液的“墨水”在行业中是已知的，从狭缝形喷嘴流出，像幕帘一样落到下面输送的玻璃基板上，该基板后来将成为太阳能电池。应用后，结晶开始。生长出一层超薄的半导体钙钛矿结构，赋予该材料组名称和太阳能电池的能力。Unger和她的团队成员博士生李以及Janardan Dagar博士现在已经发现，材料油墨中一种叫做二甲基亚砜(DMSO)的有机溶剂的准确含量对这一过程至关重要。昂格尔用它作为添加剂，因为它对墨水有惊人的效果。“二甲基亚砜诱导钙钛矿的离子核结晶，”研究人员说。结晶核通常是微小的颗粒，有助于启动晶体并促进其生长。物理化学家解释说:“在BESSY II的X射线衍射实验中，我们看到添加和不添加DMSO的墨水之间有相当大的差异。
重要的是数量
然而，正如她的团队在许多实验中发现的那样，添加量在这里起着决定性的作用。在一定程度上，更多的二甲基亚砜有利于晶体生长。如果超过这个限度，其他工艺就会发挥作用，产生的微结构会降低太阳能电池的性能。“这就像给汤调味，”昂格尔说。“如果你加得太少，它仍然是淡而无味的。加多了，味道也不好。因此，您需要添加适量的量才能使其达到最佳效果。”除了最佳成分之外，HZB团队还彻底研究了油墨的老化过程和储存寿命。“到目前为止，这是一个很少受到关注的方面，”昂格尔解释道。钙钛矿前驱体油墨的使用年限会影响器件性能。这是开发油墨和工艺时必须考虑的一个重要因素。”
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
