新型喷涂工艺可用于打造更加实用的钙钛矿太阳能光伏面板

从某些方面来说，合成钙钛矿化合物能够成为当前光伏面板中使用的硅半导体的更好替代品。尽管仍需克服一些障碍，但泰国玛希隆大学的一支研究团队，已经找到了有助于开始广泛采用的新工艺流程。据悉，钙钛矿的优势之一，就是能够较硅半导体更有效地吸收太阳光并转化能量，此外新材料有望进一步降低光伏面板的制造成本。

 

喷涂工序示意（来自：Mahidol University）

研究人员指出，半导体材料需要在非常高的温度下生产，然后将之切成薄片。作为对比，液态钙钛矿能够简单地喷涂到玻璃上并使之干燥。 

如果可以在连续的层中添加不同类型的钙钛矿（针对不同的质量进行优化），则此类太阳能光伏面板的效率有望进一步提升。然而目前的问题是，液体钙钛矿的新喷涂层，往往会溶解掉应用它们的干燥层。 

为解决这个难题，泰国玛希隆大学的科学家们开发了一种被称作“顺序喷雾沉积”（sequential spray deposition）的新工艺。具体涉及将液体应用到表面之前，便将之转变成非常细小的液滴。 

 

研究配图（来自：Optical Materials Express）

在对各种参数展开了一些调整之后（包括将应用温度提升至 100℃ / 212℉），研究人员成功地将高稳度钙钛矿涂覆到了另一种具有更优异电性能的干燥层上。 

最终得到的太阳能光伏面板不仅表现出了两个明确的定义层，还兼具稳定性与良好的电性能。首席科学家 Pongsakorn Kanjanaboos 博士称： 

“我们的工作演示了以一种可控的厚度和沉积速率，来逐层沉积钙钛矿的新式喷涂工艺，使得太阳能光伏面板的堆叠设计具有更高的性能和更优异的稳定性”。 

有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《光学材料快报》（Optical Materials Express）上。 

原标题为《Layer-by-layer spray coating of a stacked perovskite absorber for perovskite solar cells with better performance and stability under a humid environment》。

相关链接：https://www.osapublishing.org/ome/abstract.cfm?uri=ome-10-7-1497