一种新的、更简单的制备稳定钙钛矿太阳能电池的解决方案，克服了大规模生产和商业化这一前景广阔的可再生能源技术的关键瓶颈，这一技术在十多年来一直是可望而不可及的。
“我们的工作在不久的将来铺平了低成本，高通量商业规模生产的大型太阳能模块的方式，“洛杉矶阿拉莫斯国家实验室综合纳米技术中心的研究科学家Wanyi Nie表示，今天在杂志上发表焦耳。
“我们能够通过两个小模块来展示这种方法，它们达到了将阳光转化为电能的最高水平，并极大地延长了运行寿命。由于这种工艺简单且成本低，我们相信它可以很容易地适应工业环境中的可扩展制造。”
该团队发明了一种使用磺胺，液体溶剂的一步旋涂法。新进程允许该团队，来自国立台湾大学（NTU）的LOS Alamos和研究人员之间的合作，生产高收益，大面积的光伏器件，这在阳光下产生高效。这些钙钛矿太阳能电池也具有较长的操作寿命。
“我们对这一成就感到兴奋，”南洋理工大学研究组的首席研究员、通讯作者之一王力毅教授说，“这是一种新的合成路线，广泛适用于富普罗夫斯基特材料家族。”这篇论文的第一作者、南洋理工大学的研究生黄新祥说:“我们已经实施了新化学，推动它走向技术相关的示范。”
Perovskite Photovoltaics被视为几十年来市场上熟悉的硅基光伏的竞争对手，在过去十年中一直是一个高度预期的新兴技术。商业化因缺乏对该领域的大挑战而缺乏解决方案：从台面到工厂地板上的高效钙钛矿太阳能电池模块扩大生产。
该研究论文展示了一种新的制备方法，通过在钙钛矿前驱体或通过化学反应生成钙钛矿晶体的液体材料中引入丁砜作为添加剂。与其他制造方法一样，该晶体随后沉积在基片上。
通过一种简单的浸渍方法，该团队能够在两个小模块(一个大约16平方厘米，另一个将近37平方厘米)中沉积均匀、高质量的钙钛矿晶体薄膜，覆盖一个大的活性区域。在整个光伏组件区域内制造均匀的薄膜对器件性能至关重要。
迷你模块分别实现了17.58％和16.06％的功率转换效率。这些效率是迄今为止报告的最重要的可实现效率之一。电力转换效率是阳光转换为电力的有效性的衡量标准。
对于其他钙钛矿制造方法，主要的障碍物到工业规模制造之一是它们的窄处理窗口，所以膜可以在基板上铺设膜的时间。为了获得均匀的结晶膜，该膜充分粘合到其下方的层上，必须在几秒钟内严格控制沉积过程。
在钙钛矿前驱体中使用丁砜将处理时间窗口从9秒延长到90秒，在大范围内形成结晶度高、致密的层，同时对处理条件的依赖性降低。
磺胺方法可以容易地适应现有的工业制造技术，有助于为商业化铺平路径。
Perovskite是具有与矿物钙钛矿类似的特定晶体结构的任何材料。Perovskites可以在极薄的薄膜中设计和制造，这使得它们可用于太阳能光伏电池。
摘要:“具有宽处理窗口的简单一步法，“Hsin-Hsiang Huang，齐汉刘，刘欣仔，Sleetu Shreestha，Li-yun Su，Po-Tuan Chen，Yu-Ting Chen，TSO-Aniang，Hsin Lu，Ching-Hsiang Chuang，King-Fu Lin，Syang-peng rwei，wanyi nie，leeyih王，在焦耳，3月18日，2021年。DOI：10.1016 / J.Joule.2021.02.012
