钜大LARGE | 点击量：568次 | 2021年12月17日
新的太阳能电池用过氧化物制造方案为大规模生产铺平了道路
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，克服了这种有前景的可再生能源技术大规模生产和商业化的关键瓶颈。
"我们的工作为在不久的将来低成本、高通量的大规模太阳能模块的商业规模生产铺平了道路，"洛斯阿拉莫斯国家实验室集成纳米技术中心的研究科学家研究员、该论文的通讯作者聂万一说，该论文今天发表在Joule杂志上。"我们能够通过两个微型模块来证明这种方法，它们达到了将太阳光转化为电力的最高水平，并大大延长了工作寿命。由于这个过程简单易行且成本低，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液态溶剂环丁砜的一步旋转涂层方法。由洛斯阿拉莫斯和国立大学(NTU)的研究人员合作完成的这个新工艺，使他们能够生产出高产、大面积的光伏设备，这些设备能高效地利用阳光发电。这些钙钛矿太阳能电池也有很长的使用寿命。
“我们对这一成果感到非常兴奋，”南洋理工大学研究小组的首席研究员、通讯作者之一王利益教授说，“这是一条广泛应用于富钙钛矿材料家族的新合成路线。”这篇论文的第一作者、南洋理工大学的研究生黄新祥说:“我们已经实施了新的化学技术，将其推向技术相关的演示。”
几十年来，钙钛矿光电被看作是市场上常见的硅基光电的有力竞争对手，在过去的十年里，钙钛矿光电一直是备受期待的新兴技术。由于缺乏解决该领域重大挑战的解决方案，商业化一直受到阻碍:将高效钙钛矿太阳能电池模块的生产从工作台到工厂车间的规模化。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
该研究报告提出了一种新的制备方法，即在钙钛矿前驱体中引入环丁砜作为添加剂，或通过化学反应生成钙钛矿晶体的液体材料。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，该团队能够在两个微型模块中沉积均匀、高质量的钙钛矿晶体薄膜，其中一个大约16平方厘米，另一个近37平方厘米，覆盖了一个很大的活动区域。在整个光伏组件区域制造均匀的薄膜对器件的性能至关重要。
微型模块的功率转换效率分别为17.58%和16.06%。这些效率是迄今为止报告的最高可实现的效率之一。能量转换效率是衡量阳光转化为电能的有效程度。
对于其他钙钛矿制造方法，工业化规模制造的主要障碍之一是它们狭窄的加工窗口，即薄膜可以在基片上铺设的时间。为了得到均匀的晶体膜，并与下面的层很好地结合，沉积过程必须在几秒钟内被严格控制。
在钙钛矿前体中使用环丁砜将加工窗口从9秒延长到90秒，在大面积形成高度结晶的致密层，同时较少依赖于加工条件。
环丁砜法可以很容易地适应于现有的工业制造技术，这有助于为商业化铺平道路。
钙钛矿是一种具有特定晶体结构的材料，类似于钙钛矿矿物。钙钛矿可以被制造成极薄的薄膜，这使得它们可以用于太阳能光伏电池。
