由于钙钛矿太阳能电池的制造比同类硅基产品所需的能源要少得多，许多人已经将其视为太阳能行业绿色未来的一部分。然而，随着钙钛矿电池越来接近商业生产，溶剂中的有毒物质就成了人们担忧的一个问题。
众所周知，钙钛矿太阳能电池的前体材料必须溶解在溶剂中，才能均匀地涂到基材上。这些溶剂通常含有二甲基甲酰胺（DMF），对人类和环境有害。在实际生产过程中，对于这种有毒溶剂的处理以及严格的安全措施都会导致电池生产成本的上升，阻碍其商业化进程。
因此，制造商们现在迫切需要一种更温和的无毒溶剂。巴登-符腾堡州太阳能和氢能研究中心（ZSW）的科学家们朝着这一目标迈出了一大步。其研究人员开发了一种使用单一环保溶剂二甲基亚砜（DMSO）的钙钛矿涂层工艺，该溶剂具有无毒及适合作为工业溶剂的特性。
研究人员表示，DMSO原本并不适用于这种涂层工艺，因为这是一种具有高表面张力和粘度的溶剂，这会导致最终无法均匀地沉积在基材上。此外，DMSO还会使控制结晶过程变得困难，这往往导致钙钛矿晶体变小，效率降低。
不过最终，研究人员们通过改变薄膜的形成和干燥过程，克服了这些问题。他们解释说，“我们使用了一种由硅氧化物纳米颗粒制成的表面活性剂来包裹钙钛矿太阳能电池，并调整了干燥过程。通过这两项改进，该工艺现在产生了具有大晶体的均匀层。”
研究人员制作了一个大小为0.24平方厘米的原型电池，并实现了16.7%的效率。与使用DMF作为溶剂实现的16.9%相比，这是一个令人欣慰的结果。
该团队的下一个挑战将是展示通过相同工艺生产更大的设备。他们说，“这些新的研究发现是工业化生产道路上的一个重要里程碑。现在我们将进一步优化制造工艺，生产更大的模块。”
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发布时间：2022-07-16
发布者：管理员
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