德國科學家研究了鈣鈦礦太陽能電池的印刷工藝，得出了一些重要的結(jié)論，這些結(jié)論有助于開發(fā)適合于在襯底上沉積鈣鈦礦電池材料的“墨水”物質(zhì)。

盡管近年來鈣鈦礦太陽能電池的研究取得了一些令人印象深刻的進展，但許多最顯著的成就都產(chǎn)生在小于1平方厘米的設備上，并且使用的工藝并不適用于大規(guī)模商業(yè)設備的生產(chǎn)。

將這些實驗室成果轉(zhuǎn)化為大規(guī)模生產(chǎn)是另一個有待解決的研究領(lǐng)域。許多不同的工藝被建議用于此，其中槽模涂層和噴墨印刷是被提到最多的。這些方法和其他許多方法都涉及到創(chuàng)造一種含有溶劑和前體物質(zhì)的“墨水”物質(zhì)，這些物質(zhì)沉積在基質(zhì)上，然后蒸發(fā)，形成鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)。

“墨水”物質(zhì)蒸發(fā)形成鈣鈦礦薄膜的示意圖

了解這種所謂的“墨水”物質(zhì)的組成如何影響蒸發(fā)過程和晶體膜的特性，對于實現(xiàn)鈣鈦礦太陽能電池的規(guī)?；a(chǎn)至關(guān)重要。雖然早期的研究已經(jīng)在為鈣鈦礦本身確定最佳前體材料方面取得了重大進展，但大規(guī)模生產(chǎn)所需的溶劑混合物和“墨水”物質(zhì)形成的研究還處于更早期的階段。

這項研究正是柏林亥姆霍茲中心（HZB）的科學家們最新研究的焦點。研究人員表示：“混合鈣鈦礦前體墨水中溶劑和共溶劑的復雜作用對中間相結(jié)構(gòu)和成膜動力學的影響目前尚不清楚。理解溶劑配位強度和前驅(qū)溶液蒸發(fā)速率之間的相互作用，可以預測主要的雜化鈣鈦礦、中間溶劑相以及混合溶劑形成的動力學?！?/p>

研究人員表示：“在溶劑混合物中，蒸發(fā)是由蒸發(fā)速度最快的最易揮發(fā)的成分主導的，這改變了結(jié)晶時溶劑的比例?！毙纬蓹C理主要取決于溶劑的蒸發(fā)速率和對鹵化鉛的結(jié)合強度。

通過這項研究，研究人員表示，能夠根據(jù)“墨水”物質(zhì)中材料的組合預測晶體薄膜的形成方式。這反過來也有助于為鈣鈦礦電池生產(chǎn)試驗的一系列不同制造工藝設計合適的“墨水”物質(zhì)。目前，當從實驗室規(guī)模擴大到工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模時，仍然缺乏系統(tǒng)的知識，有了這些結(jié)果，可以為進一步研發(fā)“墨水”材料鋪平道路，使工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)或鈣鈦礦薄膜的提高質(zhì)量。

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