我國科研人員在光伏電池制造領(lǐng)域取得新進(jìn)展

記者11日從南京工業(yè)大學(xué)了解到，該?？蒲袌F(tuán)隊(duì)在光伏電池制造領(lǐng)域取得新進(jìn)展，突破了用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備鈣鈦礦薄膜的關(guān)鍵技術(shù)。相關(guān)論文近日由國際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表。

據(jù)介紹，鈣鈦礦是當(dāng)前光伏電池領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，與傳統(tǒng)的多晶硅太陽能電池板相比，鈣鈦礦可以用來制造柔軟的光伏薄膜。論文共同通訊作者、中國科學(xué)院院士黃維表示，這項(xiàng)成果提出了一種絲網(wǎng)印刷鈣鈦礦活性材料與器件的解決方案，相關(guān)的全絲網(wǎng)印刷器件具有工藝簡便、穩(wěn)定性高等優(yōu)勢。

“絲網(wǎng)印刷被認(rèn)為是制造鈣鈦礦薄膜的理想技術(shù)路線。”論文共同通訊作者、南京工業(yè)大學(xué)柔性電子(未來技術(shù))學(xué)院副院長陳永華教授說，絲網(wǎng)印刷技術(shù)已在產(chǎn)業(yè)界得到應(yīng)用，但尚不能用于生產(chǎn)鈣鈦礦光活性層，解決這個(gè)問題的關(guān)鍵在于油墨。

2022年6月20日，這是南京工業(yè)大學(xué)陳永華教授團(tuán)隊(duì)用絲網(wǎng)印刷技術(shù)生產(chǎn)的鈣鈦礦光伏器件。(受訪者供圖)

論文共同第一作者、南京工業(yè)大學(xué)碩士研究生韓虎忱告訴記者，此次團(tuán)隊(duì)成功研制出黏度可控、組分可調(diào)、空氣中可穩(wěn)定保存的離子液體鈣鈦礦印刷油墨，解決了絲網(wǎng)印刷鈣鈦礦薄膜的技術(shù)難題，印刷出來的薄膜厚度、面積和圖案均可精準(zhǔn)控制。

“制造鈣鈦礦光伏器件通常涉及到五六種工藝，分別需要五六臺(tái)設(shè)備。我們對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行了優(yōu)化，用絲網(wǎng)印刷一種方法就可以生產(chǎn)出鈣鈦礦光伏電池的全部四個(gè)功能層，實(shí)現(xiàn)‘一鍋燉’。”陳永華說。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，絲網(wǎng)印刷鈣鈦礦薄膜的印刷速率可達(dá)每秒20厘米以上，生產(chǎn)出的鈣鈦礦光伏器件，光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)14.98%。陳永華表示，目前團(tuán)隊(duì)已成功制備出邊長15厘米的正方形薄膜，下一步將向制備邊長50厘米的薄膜努力。