韓國(guó)全北國(guó)立大學(xué)的一個(gè)研究小組研究了使用狹縫模頭涂層(SDC)來(lái)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(rùn)濕性，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)氣泡或針孔的高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜。基于該薄膜的鈣鈦礦太陽(yáng)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(yáng)能電池中 HTL 的極佳材料，但它們的潤(rùn)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(rùn)濕性。
他們解釋說(shuō)，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(jiǎn)單的 SDC 工藝涂覆 NiO x /Me-4PACz HTL 可以形成均勻、高質(zhì)量的無(wú)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(dòng)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^(guò) 2,000 小時(shí)的時(shí)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(yáng)能模塊，為未來(lái)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(duì)槽模涂層在擴(kuò)大高性能鈣鈦礦太陽(yáng)能電池生產(chǎn)中的影響》 。
