2020年7月9日
根据一项新的研究，卷对卷印刷钙钛矿太阳能电池(PSCs)具有实现最高的效率水平被记录至今
斯旺西大学的两步滚到滚的钙钛矿薄膜涂层，在那里，来自SPECIFIC项目的研究人员已经实现了打印太阳能电池的记录效率水平。图片来源:斯旺西大学。
这一创纪录的效率代表了一个重要的里程碑，可以提供更经济、更有效的方法来生产太阳能。
在斯旺西大学在Trystan Watson教授的指导下，一个研究小组使用了一种卷对卷的制造技术来制造涂有PSCs的四层槽模。
PSCs提供了12.2%的稳定功率输出，这是迄今为止四层卷对卷印刷PSCs记录的最高效率。
PSCs是光伏领域的新进入者，已经吸引了全世界科学家的极大兴趣。由于PSCs的效率水平类似于硅光伏(PV)——目前的市场领导者——注意力已经转移到提高前者的规模上。
与需要高真空和高温沉积的硅光伏相比，PSCs可以在低温下进行溶液处理，大大降低了生产成本。
由于低温处理，塑料基板可以用于制作柔性太阳能电池。
解决方案过程的能力提供了使用许多成熟的涂层和印刷方法的机会:
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凹版印刷
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丝网印刷
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喷墨打印
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喷涂
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Slot-die涂层
对于斯旺西大学的科学家来说，这些优点使他们能够利用卷对卷制造四层PSC。
与其他替代品相比，槽模涂层提供了许多好处。例如，槽模涂层是一种预先测量的方法，这意味着在涂层之前可以控制湿膜的厚度。这种方法在材料使用上也非常高效，与网印或喷涂相比，材料损耗最小。
大规模使用所需的有毒溶剂需要大量的空气处理，以保持在安全限度内，这可能导致不必要和可观的费用。因此，采用乙腈为基础的体系。由于低的表面张力和低粘度，该体系具有流变学上的好处，并导致更多的改进涂料。
与此同时，还使用了三元混合的高工作场所暴露极限溶剂，取代氯苯沉积孔运输材料。
在本研究中，PSCs提供了12.2%的稳定功率输出，这是四层卷对卷印刷PSCs的记录效率水平。
对于一个选定的建筑来说，整个太阳能电池需要五层涂层。但在这种情况下，四层涂层通过槽模涂层技术和顶部接触形成使用热蒸发。涂层第五(顶部)接触通过槽模涂层而不损坏任何下面的层尚未实现。如果这个问题得到解决，完全卷对卷印刷的PSC就可以制造出来。
钙钛矿太阳能电池旨在提高传统太阳能发电的效率和降低成本。它们具有高效和相对便宜的制造潜力，因此目标是改进制造方法以扩大规模。这项研究标志着下一步走向商业化．
Rahul Patidar，斯旺西大学特定创新和知识中心首席研究员
这项研究发表在可持续能源和燃料日报》。
来源:https://www.swansea.ac.uk/