将淬火与槽模涂层技术相结合 太阳能电池转换效率可达18%

来自新加坡南洋理工大学和法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学的科学家们将槽模涂层技术与气体淬火和衬底加热相结合，制造出一种活性面积超过0.09平方厘米、功率转换效率为18%的钙钛矿太阳能电池。

气体淬火主要用于真空炉中的淬火，槽模涂层是一种已在各种工业中使用的工艺。当油墨在基片上移动时，它被推过一个狭缝，形成一个连续的薄膜。基板加热是脉冲激光沉积（PLD）工艺中常用的一种加热方式。

研究人员将这些技术描述为一种组合的“协同结晶策略”，用于在10μm的掺氟氧化锡（FTO）衬底上涂覆厚度约为500nm的无甲基铵钙钛矿薄膜×10cm2，不使用溶剂或添加剂。

将碘化铅（PbI2）、碘化甲脒（FAI）、溴化铅（PbBr2）和碘化铯（CsI）混合，在充氮手套箱中制备了钙钛矿型前驱体油墨。

溶液在40℃下搅拌过夜，第二天转移到槽模管道系统中，科学家们说对于钙钛矿型组件的制造，P2刻划是用具有调整功率的CO2激光器进行的，以去除钙钛矿型和空穴传输层，手动P3步骤是通过Kapton胶带掩蔽进行的。

电池具有“n-i-p”布局，并且由掺氟氧化锡（FTO）衬底、氧化锡（IV）层、钙钛矿薄膜、金（Au）层组成。它还有一个螺旋形的空穴阻挡层，通常用作固态染料太阳能电池和钙钛矿型器件的空穴传输材料。

性能最好的槽片涂层太阳能电池显示出18.03%的效率，1024mV的开路电压，78.6%的填充系数和22.4mAcm-2的短路电流密度。

学者们说：“通过在同一基板上制造30个器件来评估器件的性能再现性，这些器件的平均效率为16.35%。”

他们描述了“效率为18%的槽模涂覆无甲基铵钙钛矿型太阳能电池”中的电池和相关生产工艺，该产品最近发表在《太阳能材料与太阳能电池》上。

研究人员说："这项工作提供了对过氧化物半月板涂层加工窗口的洞察力，并为大规模加工无甲铵钙钛矿太阳能电池铺平了道路。”