相關(guān)研究人員表示，一種新的、更簡(jiǎn)單的制造穩(wěn)定的過(guò)氧化物太陽(yáng)能電池的解決方案，克服了這一前景廣闊的可再生能源技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)和商業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸，而這一技術(shù)在過(guò)去十多年里一直遙不可及，現(xiàn)在研究人員的工作為在不久的將來(lái)低成本、高通量的大規(guī)模太陽(yáng)能組件商業(yè)化生產(chǎn)鋪平了道路。
研究人員能夠通過(guò)兩個(gè)微型模塊來(lái)證明這種方法，它們達(dá)到了將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能的冠軍水平，并大大延長(zhǎng)了工作壽命。由于這種工藝簡(jiǎn)單且成本低，我們相信它很容易適應(yīng)工業(yè)環(huán)境中的可擴(kuò)展制造。幾十年來(lái)，過(guò)氧化物光伏被視為市場(chǎng)上熟悉的硅基光伏一個(gè)可行的競(jìng)爭(zhēng)者，在過(guò)去十年中一直是一項(xiàng)備受期待的新興技術(shù)。由于缺乏解決該領(lǐng)域宏大挑戰(zhàn)的方案，商業(yè)化一直受阻，將高效率的過(guò)氧化硅太陽(yáng)能電池模塊的生產(chǎn)從工作臺(tái)擴(kuò)大到工廠車間。
該團(tuán)隊(duì)與國(guó)立臺(tái)灣大學(xué)(NTU)的研究人員合作，發(fā)明了一種一步旋涂法，通過(guò)在過(guò)氧化物前體中引入磺烷作為添加劑，或通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成過(guò)氧化物晶體的液體材料。與其他制造方法一樣，然后將該晶體沉積在基底上。
新工藝使該團(tuán)隊(duì)能夠生產(chǎn)出高產(chǎn)、大面積的光伏器件，高效地從太陽(yáng)光中創(chuàng)造電力。這些過(guò)氧化物太陽(yáng)能電池的工作壽命也很長(zhǎng)。通過(guò)簡(jiǎn)單的浸漬方法，該團(tuán)隊(duì)能夠在兩個(gè)迷你模塊中沉積出覆蓋大面積有效面積的均勻、高質(zhì)量的過(guò)氧化物晶體薄膜，其中一個(gè)約16平方厘米，另一個(gè)近37平方厘米。在整個(gè)光伏組件的面積上制造均勻的薄膜對(duì)器件性能至關(guān)重要。
研究人員拿出迷你模塊的功率轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到17.58%和16.06%，是目前報(bào)道的最高水平。功率轉(zhuǎn)換效率是衡量太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能的效率。對(duì)于其他過(guò)氧化物制造方法來(lái)說(shuō)，工業(yè)化規(guī)模制造的主要障礙之一是其狹窄的加工窗口，即薄膜可以在基底上鋪設(shè)的時(shí)間。為了得到均勻的結(jié)晶薄膜，并與下面的層很好地結(jié)合，沉積過(guò)程必須嚴(yán)格控制在幾秒鐘內(nèi)。
在過(guò)氧化物前驅(qū)體中使用磺烷可將處理窗口從9秒延長(zhǎng)到90秒，在大面積上形成高結(jié)晶、緊湊的層，同時(shí)對(duì)處理?xiàng)l件的依賴性較小。磺烷法可以很容易地適應(yīng)現(xiàn)有的工業(yè)制造技術(shù)，這有助于為商業(yè)化鋪平道路。
過(guò)氧化物是任何具有與礦物過(guò)氧化物相似的特殊晶體結(jié)構(gòu)材料。過(guò)氧化物可以被設(shè)計(jì)和制造成極薄的薄膜，這使得它們?cè)谔?yáng)能光伏電池中非常有用。
