以商业规模制造钙钛矿太阳能电池的低成本方法

2021-07-09 17:58:59
导读 无需昂贵的高温制造方法即可制造下一代太阳能电池板的一个关键组件,这展示了一种用于商业应用的大规模、低成本制造的途径。氧化镍 (NiO)
无需昂贵的高温制造方法即可制造下一代太阳能电池板的一个关键组件,这展示了一种用于商业应用的大规模、低成本制造的途径。
氧化镍 (NiO)因其良好的光学性能和长期稳定性而被用作钙钛矿太阳能电池中廉价的空穴传输层。
 
为太阳能电池制造高质量的 NiO 薄膜通常需要一种称为热退火的能源密集型高温处理工艺,这不仅成本高昂,而且与塑料基板不兼容,直到现在,在建议的印刷制造中使用 NiO商业规模的光伏。
 
然而,位于莫纳什大学的 ARC 激子科学卓越中心的研究人员已经确定了一种方法,可以在溶液中和低于 150 摄氏度的相对低温下创建足够质量的 NiO 薄膜。
 
研究人员与澳大利亚国家科学机构 CSIRO 的同事合作,使用 4-羟基苯甲酸 (HBA) 或四氟硼酸三甲基氧鎓 (Me 3 OBF 4 ) 配体修饰的 NiO 纳米粒子和微流体混合器,促进高压混合低体积液体,在将纳米颗粒沉积在基材上之前均匀分布它们。
 
与澳大利亚国家制造设施合作开发的化学工艺有助于可扩展地制造无机且廉价的高性能薄膜,这些薄膜可用于柔性太阳能电池板的商业生产。
 
研究人员在原型设备中记录的功率转换效率分别为 17.9% 和 17.5%,而之前类似方法的功率转换效率为 16%,该方法缺乏配体交换的优势,还需要后处理氧等离子体处理步骤。
 
值得注意的是,在 300 小时的密集测试期间,新设备的效率仅降低了 0.2%,有力地表明了其潜在的商业应用适用性。
 
莫纳什大学的联合主要作者莫妮卡·米哈尔斯卡说:“我们的工作表明,使用简便的加工方法可以省略太阳能电池功能材料的高温加工。这是钙钛矿技术商业化的关键一步。”
 
结果已发表在《太阳能 RRL》杂志上。
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