韓國全北國立大學的一個研究小組研究了使用狹縫模頭涂層(SDC)來制造均勻高質量的鈣鈦礦薄膜，這是朝著大面積鈣鈦礦器件制造邁出的一步。

科學家發(fā)現(xiàn)，SDC 增加了空穴傳輸層 (HTL) 界面的粗糙度，從而改善了表面的潤濕性，從而實現(xiàn)了無氣泡或針孔的高質量鈣鈦礦薄膜。基于該薄膜的鈣鈦礦太陽能電池效率達到 19.17%，穩(wěn)定性結果“優(yōu)異”，實驗室電池尺寸模塊效率達到 17.42%。

研究人員指出，自組裝單層 (SAM)，例如 Me-4PACz，是鈣鈦礦太陽能電池中 HTL 的極佳材料，但它們的潤濕性較差，這迄今為止阻礙了進展。為了找到解決方案，該團隊分析了鎳氧化物 (NiO x ) 和 Me-4PACz 的組合。他們發(fā)現(xiàn)，使用 SDC 可以改善 HTL 界面的粗糙度，從而提高潤濕性。

他們解釋說，基于 SDC 的 NiOx/Me-4PACz 空穴傳輸層抑制了 HTL/鈣鈦礦界面處的能量損失。

研究人員表示：“采用簡單的 SDC 工藝涂覆 NiO x /Me-4PACz HTL 可以形成均勻、高質量的無針孔鈣鈦礦層，此外，基于 SDC 的 NiO x /Me-4PACz HTL 可抑制 HTL/鈣鈦礦界面的能量損失。” “此外，電荷載流子動力學分析表明，SDC NiO/SDCMe-4PACz HTL 改善了鈣鈦礦層界面的空穴提取和傳輸。”

他們還強調，該設備實現(xiàn)的 19.17% 的效率高于 SDC NiO 設備的 15.87%，并表示未封裝的設備表現(xiàn)出“出色的穩(wěn)定性”，在氮氣氣氛中超過 2,000 小時的時間內(nèi)保持了其初始效率的 85% 以上。

研究團隊總結道：“我們的研究結果表明，SDC 工藝不僅有效地消除了 Me-4PACz 相關的限制，而且為 PSC 的持續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)提供了一種有希望的方法，這可能有助于制造高效的鈣鈦礦太陽能模塊，為未來的商業(yè)化鋪平道路。”

該項研究成果發(fā)表在《通訊材料》雜志上，題為《界面粗糙度對槽模涂層在擴大高性能鈣鈦礦太陽能電池生產(chǎn)中的影響》 。