槽模涂覆工艺中加入适量DMSO溶液 可制造出效率为20.83%的太阳能电池

几年来，钙钛矿太阳能电池似乎已经处于大规模生产的边缘。研究人员正在测试各种不同的路线，以便在工业环境中重现小规模实验室测试时所表现的令人惊艳的结果，这将需要摆脱研究中使用的旋涂工艺。

槽模涂布，即“墨水"从一个矩形槽中流到下面的移动基板上，是最有前途的方法之一，该方法已在其他行业得到验证，可以实现低成本、大规模的可重复生产。而钙钛矿研究人员一直在努力优化过氧化物前体溶液，使其能以这种方式沉积，并在更大面积上保持稳定性和性能。

结晶

控制材料在涂覆过程中的结晶是生产高效太阳能电池的关键，这也是德国柏林赫尔姆霍兹中心（HZB）的科学家们研究适合槽模涂覆的过氧化物材料的重点。“优化MHP（金属卤化物过氧化物）沉积的槽模涂层最重要的方面之一是开发可重复的涂层工艺，在涂层过程中选择性地诱导MHP结晶。”科学家解释说。

该研究小组发现，在前驱体材料中加入“协调溶剂”，可以使他们对这一结晶过程进行额外的控制，而加入恰到好处的量可以提高所生成薄膜的质量。

添加剂二甲基亚砜(DMSO)被证明可以促进过氧化物晶体的生长并提高质量。不过加多了，其他过程就会开始产生负面影响。HZB科学家EvaUnger解释道：“这就好比调味汤，如果你添加的太少，它仍然很平淡。如果你加的太多，它也不会好吃。所以，你需要添加恰到好处的量，才能让它变得最好。”

在浓度为11.7摩尔%（mol%）时，该小组能够生产出效率为20.83%（稳定在20.55%）的太阳能电池。这项工作在发表在《先进能源材料》上的论文《20.8%Slot-DieCoatedMAPbI3PerovskiteSolarCellsbyOptimalDMSO-ContentandAgeof2-MEBasedPrecursorInks》中进行了描述。

该小组还研究了他们的油墨能持续多久，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在这个时间后根本无法产生优质的涂层。这是一个迄今为止很少受到关注的方面，Unger解释说，过氧化物前体油墨的存放时间会影响器件性能，这是开发油墨和工艺时必须考虑的一个重要因素。