NREL：“一步涂层”法可加速实现钙钛矿光伏电池商业化

据外媒报道，美国国家可再生能源实验室(NREL)日前表示，已经设计了一种生产钙钛矿光伏电池的新方法，可以加速实现商业化。

钙钛矿光伏电池的制造通常是将不同的涂层依次添加到导电玻璃基板进行创建。然而，该实验采用的“一步涂层”的新方法可以消除或合并其中一些步骤，简化了钙钛矿光伏电池制造过程，并降低成本。

经过1200小时的连续运行和测试，该实验室的研究团队创造了这种高效的钙钛矿光伏电池，其功率转换效率并保持其初始效率的90%以上。

钙钛矿光伏电池包括一个吸收阳光的钙钛矿层和相邻的层，当阳光被吸收时，这些层提取相反的电荷。空穴传输层(HTL)就是这样的可以吸引正电荷的一个层。

虽然钙钛矿可以在没有空穴传输层(HTL)的情况下制造，但这些设备的效率低于全钙钛矿光伏电池。

美国国家可再生能源实验室(NREL)化学与纳米科学中心的博士后研究员郑晓鹏解释了采用的“一步溶液-涂层工艺”如何在一个涂层步骤中形成两个不同的层——空穴传输层(HTL)和钙钛矿吸收体层。

这一过程消除了创建单独空穴传输层的需要，而是创建了自组装的单分子层，该层在钙钛矿结晶时用作空穴选择性接触。

郑晓鹏表示，生产空穴传输层(HTL)和钙钛矿的简化工艺减少了涂层和加热步骤的数量，同时消除了对成本昂贵的空穴传输层(HTL)的材料的需求。

郑晓鹏说：“使用可扩展的解决方案方法统一制造更薄空穴传输层(HTL)具有挑战性，这也可能是商业化应用的障碍……我们采用的方法可以避免这个问题。”

他估计，消除之前创建空穴传输层(HTL所需的步骤并对其进行加热可以将溶液处理时间减少三分之一。

美国国家可再生能源实验室(NREL)材料、化学和计算科学理事会的高级研究Joseph Luther说：“即使这种方法没有节省太多时间，它也带来了一种概念，可以用这个新概念重新评估制造过程。”

郑晓鹏表示，尽管这一方法最初是美国国家可再生能源实验室(NREL)发现的，但来自其他机构的合作者可以复制和加强这一发现。

美国能源部国家可再生能源实验室领导的能源混合有机-无机半导体能源中心(CHOISE)为理解不同的结晶层提供了技术支持。

德国柏林亥姆霍兹研究所(Helmholtz-Zentrum Berlin)的研究人员最近在研究中发现，金属卤化物钙钛矿制成的光伏电池效率很高。

总部位于意大利的可再生能源开发商Enel Green Power公司、National Solar Energy研究所的研究人员以及法国原子能和替代能源委员会(CEA)声称，他们开发的双端串联钙钛矿光伏电池的功率转换效率达到26.5%。