科学家研发用于大规模生产太阳能电池工艺 最高效率为20.83％

德国的科学家展示了一种用于大规模生产钙钛矿薄膜太阳能电池的缝模涂布工艺，其最高效率为20.83％。该小组使用添加剂并尝试寻找最佳浓度，证明了对结晶过程的改进控制-这对开发稳定、可重复的过程至关重要。

狭缝模具涂布是一种最有希望的方法之一，其中“油墨”从矩形狭缝流到下方的移动基板上，这种油墨已在其他行业得到证明，可以实现低成本，可重复生产的规模。钙钛矿研究人员一直在努力优化以这种方式沉积的钙钛矿前体溶液，并在更大的面积上保持稳定性和性能。

结晶

在涂覆材料时控制材料的结晶是生产高效太阳能电池的关键，这是德国HelmholtzZentrumBerlin（HZB）的科学家关注的焦点，他们致力于钙钛矿材料的制备，该材料适用于狭缝模头涂覆。科学家解释说：“优化用于MHP[金属卤化物钙钛矿]沉积的缝模涂布的最重要方面之一是开发可再现的涂层工艺，在涂层工艺中选择性诱导MHP结晶。”

该小组发现，在前体材料中添加“配位溶剂”可以使他们对该结晶过程进行更多控制，并且添加适量的铬可以改善所得薄膜的质量。

添加剂二甲亚砜（DMSO）可以促进钙钛矿晶体的生长并提高质量。尽管增加了很多，但其他过程开始产生负面影响。HZB科学家EvaUnger解释说：“这就像调味汤一样。”“如果添加得太少，它仍然是乏味的。如果添加过多，味道也不佳。因此，您只需要添加合适的数量即可使其达到最佳效果。”

在浓度为11.7摩尔百分比（mol％）的情况下，该小组能够以20.83％的效率（稳定在20.55％的效率）生产太阳能电池。这项工作在《先进能源材料》中发表的论文《20.8％槽式涂布MAPbI3钙钛矿太阳能电池的最佳DMSO含量和2-ME基前体油墨的使用年限》中进行了描述。

该小组还研究了墨水的使用寿命，发现11.7mol％的溶液在储存18天后仍能产生19.5％的高效电池，而更高浓度的DMSO在此后根本无法产生高质量的涂层。Unger解释说：“到目前为止，这是一个鲜为人知的方面。”钙钛矿前体墨水的年龄会影响设备性能。这是在开发油墨和工艺时必须考虑的重要因素。”