通过替代普通的干燥方法可以提高钙钛矿光伏的性能。通过简化制造有前景的太阳能电池的过程,新加坡科学技术研究院(A * STAR)的研究可以通过取代常见的干燥方法来提高钙钛矿光伏的性能。
通过简化制造有前途的太阳能电池的过程,新加坡科学技术研究院(A * STAR)的研究人员也提高了设备的性能[1]。这一发现可以为太阳能电池的商业化带来更好的制造方法,这种太阳能电池依赖于被称为钙钛矿的集光化合物。
钙钛矿太阳能电池的功率转换效率迅速提高,从2009年的3.8%提高到现在的20%以上。这些低成本材料也比较容易用化学溶液加工成设备。
例如,主要的钙钛矿-甲基铵碘化铅-通常通过将其前体碘化铅溶液涂覆在具有二氧化钛层的基底上而形成。将其浸入甲基碘化铵溶液中,甲基碘化铵与碘化铅反应生成钙钛矿。碘化铅通常在浸渍步骤之前被加热和干燥以除去残留的溶剂。
Jason和他来自A * STAR材料研究和工程研究所的同事们现在已经在两种替代疗法中测试了这种热干燥方法。
当他们加热和干燥碘化铅并将其浸入甲基碘化铵中时,几乎20%的碘化铅没有转化为钙钛矿。使用电子显微镜,研究小组发现在干燥步骤中形成了粗糙和致密的晶体,甲基碘化铵难以渗透。
相反,碘化铅用另一种叫做二氯甲烷的溶剂洗涤,除去残留的溶剂,然后干燥,形成扁平的晶体,使甲基碘化铵渗透得更好,只有4%的碘化铅未反应。
出乎意料的是,研究人员在完全没有治疗的情况下获得了最好的结果。只需将新鲜的碘化铅薄膜浸入甲基碘化铵中,就能保证99%以上的反应会形成钙钛矿。“令人惊讶的是,使用湿膜的直接转换-最简单和最直接的方法-可以产生实际应用所需的最佳性能和一致性,”张说。
该团队利用这种直接方法制造光伏电池,其电能转换效率高达15.6%(见图)。用二氯甲烷洗涤的产品效率达到约13.75%,而热干燥样品的效率仅达到11.2%,且性能变化更大。“从沉积薄膜形成钙钛矿的过程非常适合使用卷到卷印刷大规模生产太阳能电池,”张说。
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