新工艺助钙钛矿光伏薄膜制造大突破：过程可控且自动化、产量更高

编辑 | 黄君芝

新加坡南洋理工大学（Nanyang Technological University，简称NTU）能源研究所的科学家们研究了如何利用热蒸发技术（TE）来制造微型钙钛矿太阳能模块。

TE是一种成熟的技术，通常用于微电子和光电子行业，用于生产有机发光二极管（OLEDs）、金属触点和各种材料的涂层。与溶液加工相比，TE有几个优点，包括高工艺控制、优异的薄膜均匀性、低材料消耗、共形衬底覆盖率、缺乏有毒溶剂以及卓越的设备可重现性和可扩展性。

研究人员Annalisa Bruno说，“我们分析了几种基于蒸发的技术来制造卤化物钙钛矿薄膜。这些范围从相对简单的单源沉积和多源共蒸发到更复杂的多步蒸发，以及热蒸发与气体反应和溶液处理的混合。”

她解释称，传统共蒸发技术的主要问题之一是需要广泛优化钙钛矿的沉积参数，特别是当同时蒸发超过两到三种前体时。他们还指出，沉积时间过长可能也会成为其商业化生产的障碍，因为大多数对这些技术的研究往往忽略了这个问题。

因此，在上述新研究中，研究人员们想到了热蒸发技术。Bruno说，这种联合方法利用了两种方法的优点，尽管也有一些局限性，例如复杂性增加和溶剂的使用。其研究成果已于近期发表在了《焦耳》杂志上。

“我们相信热蒸发是实现快速飞跃的理想钙钛矿沉积方法，因为它易于扩展，不受有害溶剂的影响，并且已经很好地集成到当前的光学和微电子生产线中。”她补充说，“使用相同的制造生产线，不仅可以生产蒸发的钙钛矿薄膜，还可以生产完全蒸发的模块。”

研究人员称，新方法的优点包括高度的过程控制，精确可控的薄膜厚度，易于连续添加多层，以及低基片温度的可加工性。研究人员声称，这些方法还可以在成膜过程中更好地纯化前体，在设备批次内具有优异的空间均匀性，而且具有高产量。

“整个过程可以自动化和控制，这对大规模和高通量制造具有内在吸引力。”他们说。