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斯旺西大学的学者开发出世界上第一个完全卷对卷的可印刷钙钛矿太阳能电池
发布时间：2023-03-16 17:25:08编辑：来源：
斯旺西大学已经建立了一种低成本和可扩展的碳墨水配方，能够首次释放大规模生产钙钛矿太阳能电池的潜力。
斯旺西大学 SPECIFIC 创新与知识中心的学者在卷对卷( R2R) 工艺中使用槽模涂层，建立了一种制造“完全可印刷”钙钛矿光伏 (PV) 的方法，这是一个经常使用的术语，但直到现在，不正确。
该团队寻找金电极的替代品，金电极通常在设备打印后使用昂贵且缓慢的蒸发工艺应用。
SPECIFIC 高级研究官 David Beynon 博士说： “关键是确定正确的溶剂混合物，一种干燥成薄膜而不溶解底层的溶剂混合物。
“X 射线衍射分析表明，当使用正交溶剂系统配制时，碳电极墨水能够做到这一点。
“这种创新层可以在低温和高速下与底层连续并兼容地应用。”
这项新研究发表在Advanced Materials上，已通过威尔士政府获得欧洲区域发展基金的资助，并通过 SPECIFIC 和应用目标和集成光伏 (ATIP) 计划拨款获得工程和物理科学研究委员会 (EPSRC) 的资助。
光伏研究负责人 Trystan Watson 教授说： “钙钛矿太阳能电池在推动更清洁、更环保的能源方面显示出巨大的潜力。完全在线生产功能齐全的设备的能力使大批量生产更容易、更经济，并且是朝着商业化迈出的一大步。它开启了制造过程的理念，即在一端添加太阳能墨水，另一端形成太阳能电池。”
作为刚性玻璃基板上的小型设备的一部分，具有碳电极的设备提供了与传统蒸发金电极相似的光伏性能，功率转换效率 (PCE) 为 13-14%，并且在更高的温度和更好的长期稳定性。
印刷在 20 米长的柔性基板上的全新全 R2R 涂层设备产生了 10.8% 的稳定功率转换效率。
SPECIFIC 的博士后研究员 Ershad Parvazian 博士说：“这个 项目最重要的部分是完全涂覆碳，R2R，一种使用钙钛矿光伏的新工艺，有助于更容易地扩大规模。
“几年来，这些设备的效率一直在提高，期望它们可以完全打印出来。这项工作证明了这一点。”
这种新一代太阳能电池极大地受益于其创造者独特的协作结构，一个由斯旺西大学化学家、材料科学家和工程师组成的团队都在现场。
在短短四年内，这种创新的 PV 方法得到了设计和制造、详细评估和分析、调整和改进，使得在全球范围内印刷和安装数百万米太阳能电池的可能性比以往任何时候都更加接近。
Watson 教授说：“斯旺西大学印刷 PV 面临的下一个挑战是向人们证明这些是可行的。
“为了实现这一目标，我们需要开始制造真正看起来像太阳能电池板的东西。然后我们可以将它们安装在建筑物上，并了解我们离兑现英国制造绿色可再生能源的承诺还有多远。”
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