韓國全北國立大學(xué)的一個研究小組研究了使用狹縫模頭涂層(SDC)來制造均勻高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜,這是朝著大面積鈣鈦礦器件制造邁出的一步。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),SDC 增加了空穴傳輸層 (HTL) 界面的粗糙度,從而改善了表面的潤濕性,從而實(shí)現(xiàn)了無氣泡或針孔的高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜?;谠摫∧さ拟}鈦礦太陽能電池效率達(dá)到 19.17%,穩(wěn)定性結(jié)果“優(yōu)異”,實(shí)驗(yàn)室電池尺寸模塊效率達(dá)到 17.42%。
研究人員指出,自組裝單層 (SAM),例如 Me-4PACz,是鈣鈦礦太陽能電池中 HTL 的極佳材料,但它們的潤濕性較差,這迄今為止阻礙了進(jìn)展。為了找到解決方案,該團(tuán)隊(duì)分析了鎳氧化物 (NiO x ) 和 Me-4PACz 的組合。他們發(fā)現(xiàn),使用 SDC 可以改善 HTL 界面的粗糙度,從而提高潤濕性。
他們解釋說,基于 SDC 的 NiOx/Me-4PACz 空穴傳輸層抑制了 HTL/鈣鈦礦界面處的能量損失。
研究人員表示:“采用簡單的 SDC 工藝涂覆 NiO x /Me-4PACz HTL 可以形成均勻、高質(zhì)量的無針孔鈣鈦礦層,此外,基于 SDC 的 NiO x /Me-4PACz HTL 可抑制 HTL/鈣鈦礦界面的能量損失。” “此外,電荷載流子動力學(xué)分析表明,SDC NiO/SDCMe-4PACz HTL 改善了鈣鈦礦層界面的空穴提取和傳輸。”
他們還強(qiáng)調(diào),該設(shè)備實(shí)現(xiàn)的 19.17% 的效率高于 SDC NiO 設(shè)備的 15.87%,并表示未封裝的設(shè)備表現(xiàn)出“出色的穩(wěn)定性”,在氮?dú)鈿夥罩谐^ 2,000 小時的時間內(nèi)保持了其初始效率的 85% 以上。
研究團(tuán)隊(duì)總結(jié)道:“我們的研究結(jié)果表明,SDC 工藝不僅有效地消除了 Me-4PACz 相關(guān)的限制,而且為 PSC 的持續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)提供了一種有希望的方法,這可能有助于制造高效的鈣鈦礦太陽能模塊,為未來的商業(yè)化鋪平道路。”
該項(xiàng)研究成果發(fā)表在《通訊材料》雜志上,題為《界面粗糙度對槽模涂層在擴(kuò)大高性能鈣鈦礦太陽能電池生產(chǎn)中的影響》 。