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一種能夠打印的鈣鈦礦太陽能電池

鉅大LARGE  |  點擊量:425次  |  2022年09月05日  

要實現(xiàn)碳中和,必須從化石能源向可再生能源過渡。光伏技術(shù)被認為是最主要的可再生能源之一。幾十年來,全球90%的太陽能電池市場是由硅太陽能電池主導(dǎo)的。雖然硅太陽能電池板的價格逐年下降,但進一步大幅降低其制造成本是一個巨大的挑戰(zhàn)。因此,下一代光伏技術(shù)迫切需要新材料和新技術(shù)。


近年來,金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)以其優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換效率和巨大的商業(yè)潛力引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。


金屬鹵化鈣鈦礦材料可以很容易地在低溫溶液中合成,并通過各種印刷方法沉積成薄膜。近年來,關(guān)于鈣鈦礦薄膜沉積技術(shù)/機理的研究,如溶劑工程和添加劑工程等已發(fā)表了許多綜述,而關(guān)于印刷高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的油墨工程和其他功能層的討論卻很少。


在這篇文章中,作者提供了一個系統(tǒng)的概述,可適用的印刷技術(shù),可能用于擴大PSCs。作者認為油墨工程是實現(xiàn)高效太陽能電池高質(zhì)量薄膜的關(guān)鍵問題。因此,他們主要著眼于鈣鈦礦前驅(qū)體油墨配方和助劑對成膜過程的控制。他們分析了印刷過程中成核和結(jié)晶過程的潛在物理和化學(xué)機制。針對PSCs印刷中的添加劑,討論了添加劑對成膜過程、微觀結(jié)構(gòu)和缺陷分布的影響。


此外,他們還提出了打印除鈣鈦礦層之外的其他層的技術(shù)可行性,包括空穴傳輸層(HTL)和電子傳輸層(ETL),這可能使PSCs快速和大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。最后,介紹了輥對輥(R2R)印刷的最新進展和鈣鈦礦組件的穩(wěn)定性問題,并對鈣鈦礦太陽能組件的大規(guī)模生產(chǎn)進行了展望。

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