南工大攻克钙钛矿光伏器件制备难题
□ 本报记者 谢诗涵
作为新一代光伏技术的希望，钙钛矿太阳能电池以其更低成本、更轻薄和可柔性化等优势备受瞩目。大胆畅想，钙钛矿太阳能电池板的核心吸光材料可以像给芯片镀金一样，在真空环境中“蒸”上去，全程无毒无害，且效率极高、寿命很长。在南京工业大学，一项突破性进展正将这一想法推向现实。
研发团队采用全真空“热蒸发”技术，制备出的小面积（0.066平方厘米）器件光电转换效率高达25.19%，逼近当前主流技术26%的顶尖水平，且该器件在持续工作超过1000小时后，效率依然保持在95%以上。此方法制备的大面积电池（1平方厘米）效率达到23.38%，展现出巨大的产业化潜力。日前，该成果以“基于反向逐层沉积的完全热蒸发钙钛矿太阳能电池”为题发表于《自然·光子学》。
“目前实验室里最常用的钙钛矿太阳能电池的制备方法是溶液法，但在溶液制备过程中会使用到一些有毒溶剂，对健康和环境不友好，阻碍了大规模生产。”论文第一作者博士生徐雨田解释。而团队采用的“全真空热蒸发”技术，像在真空罐里“蒸镀”薄膜。它将原材料加热，使其以分子或原子的形式“飞”到基板上，均匀凝结成膜。这种方法全程无溶剂，工艺控制精准，膜层均匀致密，被认为是将高性能钙钛矿光伏器件从实验室推向生产线的“理想候选”。
“传统的材料体系和蒸发顺序，难以形成高质量的钙钛矿结晶薄膜。”论文通讯作者陈永华教授介绍，团队提出了一种“反向逐层”沉积策略，结合一种自组装分子的“黏合剂”作用，最终“生长”出高质量、结构完美的钙钛矿晶体薄膜。
“本研究的三大亮点在于——高效率、高稳定性和大面积制备性能优异。这三者结合，清晰地勾勒出该技术广阔的产业化前景。”论文通讯作者黄维院士总结，该成果不仅刷新了全真空热蒸发技术制备钙钛矿太阳能电池的世界纪录，更通过深入的理论研究，为未来进一步优化工艺，大规模制造更大面积、高效、稳定、环境友好的钙钛矿光伏器件提供了坚实的科学基础。
上一篇：大秦铁路保障冬季能源供应
下一篇：光伏发电，为绿色发展注入新动能