与刚性钙钛矿太阳能电池比较,柔性钙钛矿太阳能电池展现出更为宽广的使用潜力。但是,其一般会用的工艺不利于完成规模化出产。在规模化出产的进程中,电子传输层(ETLs)的印刷成为一大明显妨碍,其间二氧化锡(SnO₂)作为常用资料,其纳米晶(NCs)在墨水中易呈现聚会和沉降问题,导致薄膜堆积不均,并在埋底界面引进很多缺点。
在此布景下,武汉理工大学程一兵教授、黄福志研讨员、卜童乐研讨员携手佛山仙湖实验室,强强联合带领其研讨团队打开深化探究。该团队立异性地选用将聚丙烯酸(PAA)引进SnO₂纳米晶墨水的办法,对墨水进行改性处理,以增强纳米晶的分散性并减缓溶剂蒸腾速度,然后保证印刷出的电子传输层具有优化的掩盖均匀性和外表描摹。一起,PAA的引进还优化了埋底界面,增强了电荷的传输才能并有用按捺了非辐射复合。
经PAA改性的柔性器材完成了高达22.46%的功率(认证功率为21.56%),且在阅历3000次曲折循环后仍能坚持初始功率的89.3%,在贮存2000小时后仍能坚持初始功率的92.4%,展现出优异的安稳性和长时间耐久性。此外,该团队还成功印刷出30厘米×30厘米的柔性组件,完成了16.40%的超卓功率(认证功率为16.28%)。
作为n-i-p型柔性钙钛矿太阳能电池(F-PSCs)的首层,电子传输层(ETL)的规模化制备一直是F-PSCs规模化使用的要害难题。针对这一问题,研讨团队深化分析了SnO₂纳米晶墨水的特性,并引进聚丙烯酸(PAA)作为分散剂以提高墨水质量。PAA凭仗其多个羧基与SnO₂纳米晶产生配位作用,有很大作用防备纳米晶聚会,安稳了墨水系统。使用这种优化后的墨水印刷大面积SnO₂电子传输层,可获得均匀、细密且润滑的高质量薄膜,逐渐优化了埋底界面,促进了后续钙钛矿层的成长。
这一立异战略不只改进了埋底界面的质量,还增强了晶粒与基底间的附着力,提高了抗曲折功能,为F-PSCs未来的工业开展供给了切实可行的途径。