新的喷涂方法使更复杂的钙钛矿太阳能电池成为可能

尽管钙钛矿是一种很有前途的替代品,可以替代目前大多数太阳能电池所使用的硅,但仍需要新的制造工艺,才能使其实现商业化生产。为了填补这一空白,研究人员开发了一种新的精密喷涂方法,这种方法可以设计出更复杂的钙钛矿太阳能电池,并且可以大规模生产。

钙钛矿很有希望成为下一代太阳能电池,因为与硅相比,钙钛矿吸收光线并将其转化为能量的效率更高,生产成本也可能更低。钙钛矿甚至可以喷到玻璃上,形成能产生能量的窗户。

“我们的工作演示了一层一层地沉积钙钛矿的过程,每一层的厚度和沉积速率都是可控的,”泰国Mahidol大学理学院材料科学与创新学院的研究小组负责人Pongsakorn Kanjanaboos说。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球“这种新方法使太阳能电池的堆叠设计具有更好的性能和稳定性。”

发表在《光学学会》杂志上光学材料表达欧洲杯足球竞彩Kanjanaboos和他的同事描述了他们新的喷雾涂层方法,称为连续喷雾沉积,并展示了它可以用于创建多层钙钛矿设计。在每一层中应用不同的钙钛矿材料可以定制设备的功能或能力,以满欧洲杯足球竞彩足特定的性能和稳定性要求。

更好的喷雾方式

钙钛矿的优点之一是它们可以在溶液中处理,这意味着太阳能电池是通过在低温下将液体钙钛矿干燥成固体而制成的。这种制造过程比制造传统的硅太阳能电池简单得多,也便宜得多。传统的硅太阳能电池需要很高的温度并将固体材料切割成晶圆。

然而,通常用于制造钙钛矿的溶液过程不允许多层设计,因为上层易于溶解已经干燥的下层。为了克服这一挑战,研究人员采用了一种称为连续喷雾沉积的方法,即将微小的材料液滴涂在表面上。

在尝试了不同的喷涂方法后,他们找到了一种可以在100°C左右工作的方法。然后,他们优化了喷雾参数,以确保微小液滴在与已经干燥的下层接触时立即干燥并结晶成固体钙钛矿。

构建多层设备

“在我们的喷涂工艺中,上层的溶液不会破坏构成第一层的固体膜,”Pongsakorn说。“可以设计和创建任意数量层的堆叠钙钛矿结构的无限组合,并精确控制每层的厚度和沉积速率。”

研究人员通过在不同的具有更好电性能的钙钛矿材料上沉积一种高稳定性的钙钛矿材料来证明这项技术。该双层半透明钙钛矿器件具有清晰的层状结构,同时具有良好的性能和稳定性。

研究人员计划使用这种新方法来制造多层钙钛矿器件,使其具有新的功能和性能与稳定性的组合,这在以前是不可能的。

来源:https://www.osa.org/en-us/home/

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