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在薄膜上印刷太阳能电池可以获得更便宜、更高

更新时间:2020-07-18 17:01点击:

这是实现更便宜、更有效的太阳能的关键一步。

一项新的研究报告称,这是有记录以来的一卷一卷印刷钙钛矿太阳能电池(PSCs)的最高效率,标志着向更廉价、更高效的太阳能发电方式迈出了关键一步。

由特里斯坦·沃森教授领导的斯旺西大学特殊创新和知识中心的一个团队报告称,他们使用一种滚到滚的制造方法制造了四层槽模涂层的PSCs。

PSCs的稳定输出功率为12.2% —最高的效率记录为四层辊对辊印刷PSCs到目前为止。

作为光伏产业的新进者,PSCs已经引起了全球研究人员的极大关注。由于效率已达到与目前市场的领先者硅光电(PV)类似的水平,注意力已转向提高PSCs的规模。

与硅光伏需要高温、高真空沉积不同,PSCs可以在低温条件下进行溶液处理,大大降低了制造成本。

低温处理使得使用塑料衬底制造柔性太阳能电池成为可能。

解决工艺的能力提供了应用各种先进的印刷和涂层技术的机会:

丝网印刷

喷墨打印

凹版印刷

Slot-die涂层

喷涂

这些优势使得斯旺西大学的研究人员可以使用卷对卷制造四层PSCs。

槽模涂布比其他方法有几个优点:它是一种预计量技术,这意味着在涂布前可以控制湿膜厚度。它在材料使用方面也非常高效,与喷涂或丝网印刷相比,材料损失最小。

在工业规模上使用必要的有毒溶剂需要大量的空气处理,以保持在安全限度之下,这可能导致大量不必要的开支。因此,我们使用了乙腈基体系。该体系具有低粘度和低表面张力的流变性优势,从而得到更好的涂层。

与此同时,一种高工作场所暴露极限溶剂的三元混合物被引入,取代氯苯用于孔传输材料的沉积。在本研究中,PSCs的稳定输出功率为12.2%,这是四层辊对辊印刷PSCs的最高效率。

一个完整的太阳能电池需要被覆盖五层。在这种情况下,四层涂层采用槽模涂层,顶部接触采用热蒸发。开槽模涂布第五层(上)接触而不破坏任何层下面尚未实现。解决这个问题将使制造一个完全辊对辊印刷PSC成为可能。

该项目的首席研究员Rahul Patidar说:

钙钛矿太阳能电池旨在提高效率,降低传统太阳能发电的成本。它们具有高效和相对便宜的制造潜力,因此其目标是改进制造方法,以提高规模。

这项研究标志着下一步的商业化。

这项研究发表在《可持续能源与燃料》杂志上。

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参考文献:采用乙腈基单步钙钛矿溶剂体系的辊对辊槽模涂布P– i&n钙钛矿太阳能电池作者:Daniel Burkitt, Rahul Patidar, Peter Greenwood, Katherine Hooper, James McGettrick, Stoichko Dimitrov, Matteo Colombo, Vasil Stoichkov, David Richards, David Beynon, Matthew Davies和Trystan Watson, 2020年5月4日,可持续能源和燃料。

DOI: 10.1039 / D0SE00460J

特定的创新,知识中心的目标是通过开发一系列利用太阳能在建筑物中产生、储存和释放热量和电力的技术,来减少建筑物的碳排放。该中心的工作范围从基础实验室科学到建筑的全面演示,并与工业伙伴合作,将新技术推向市场。具体项目由斯旺西大学领导,由欧洲区域发展基金通过威尔士政府、创新英国和EPSRC资助。