钙钛矿光伏的体相钝化与大面积制备

【作者】 钟宇飞； 杨德仁； 邹志刚；

【机构】 浙江大学宁波科创中心； 先进光伏材料制备技术与应用浙江省工程研究中心,浙大宁波理工学院； 南京大学；

【摘要】 钙钛矿光伏因其低成本和高效率的特点成为目前学术界和产业界的共同关注焦点。钙钛矿光伏的光活性层在成膜过程中有成核结晶与相变的过程,控制溶剂与溶质的相互作用强度,并进而调控结晶的快慢,成为了获得高质量钙钛矿薄膜的关键。在小面积旋涂过程中,加入一些与前驱体有强配位的分子,可以降低其与溶剂分子的相互作用,进而在后续退火相变过程中,达到改善结晶的目的 1, 2。另一方面,在大面积刮涂过程中,由于受制于成膜工艺,反溶剂的使用受到限制,通过刮涂中温度的调控,可以有效的打断溶剂与溶质形成中间相,得到形貌较好的薄膜,进而提升光伏性能;最后,通过加入一些具备光反应开闭环的分子,可以吸收UV波段的光,减少器件的衰减,提升长期稳定性。钙钛矿光伏的进一步产业化,依赖于大面积涂布技术的研发,而除开上述的成核相变过程对薄膜质量的影响,涂布的均匀性是另一个影响大面积模组性能的关键指标。通过工艺调试,我们在30cm*40cm面积的基片上进行涂布测试,达到了±3%的均匀性,有利于后续模组界面层和光活性层的高质量成膜。最后,我们搭建了自动化中试线,将所有成型工艺进行连续传动,达到MW级的产能,为探索未来钙钛矿光伏更大产能级别的前置中试,提供了工艺上的思路和方法。更多还原