钙钛矿太阳能电池作为下一代光伏技术的重要候选者,在从实验室效率向工业化生产转化过程中,仍面临高质量薄膜制备和溶剂毒性等关键挑战。
为此,韩国全北大学Seok-In Na等人通过将环保添加剂碘苯引入基于DMSO的体系中,制备了胶体墨水,实现了可扩展的狭缝涂布薄膜制备。研究发现,碘苯添加剂能增强墨水润湿性、促进大尺寸胶体颗粒形成,并通过调控溶剂蒸发动力学实现可控固化。具体而言,碘苯的加入调节了胶体尺寸和蒸发行为,从而降低了有效成核势垒,促进了定向晶粒生长,最终形成了结晶度高、缺陷少的致密均匀薄膜。基于该墨水制备的器件效率最高达22.3%(目前无高毒性DMF体系中报道的最高效率),封装器件在最大功率点跟踪1200小时后仍保持初始效率的85%,未封装器件在暗态储存8400小时后仍保持77%,表现出优异的运行与长期稳定性。
此外,该无DMF的DMSO基墨水具有良好的可扩展性,在2.7 cm²和31.50 cm²模块上分别实现了21%和19.5%的效率。
研究亮点:
绿色墨水设计:首次将碘苯作为环保添加剂引入DMSO基钙钛矿墨水,替代传统有毒溶剂(如DMF),在提升性能的同时显著降低毒性与环境风险。
高效可控结晶:碘苯通过调节胶体尺寸、增强润湿性、调控溶剂蒸发动力学,实现局部固化控制,促进大晶粒、低缺陷薄膜的形成,器件效率高达22.3%。
优异扩展性与稳定性:该墨水适用于狭缝涂布大面积制备,在2.7 cm²和31.50 cm²模块上分别实现21%和19.5%的效率,且器件在长期运行与储存中表现出卓越稳定性。
S. S. Sangale, S. V. Barma, S.-N. Kwon, et al. “ Greener Colloidal Ink Engineering and Local Solidification Control for High-Performance Slot-Die Coated Perovskite Solar Modules.” Advanced Energy Materials (2026): e04928.
https://doi.org/10.1002/aenm.202504928
学术交流QQ群
知光谷光伏器件学术QQ群:641345719
钙钛矿产教融合交流@知光谷(微信群):需添加编辑微信
为加强科研合作,我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式:添加编辑微信pvalley2024,备注:姓名-单位-研究方向(无备注请恕不通过),由编辑审核后邀请入群。
热门跟贴