有效收集太陽(yáng)能以實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)發(fā)展的未來(lái)的需求在全球范圍內(nèi)越來(lái)越被接受?，F(xiàn)在，基于鈣鈦礦的新型太陽(yáng)能電池(具有特定晶體結(jié)構(gòu)的材料)正在與常規(guī)硅材料競(jìng)爭(zhēng)，以滿足該領(lǐng)域的需求。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PSC)不斷得到優(yōu)化，以發(fā)揮其商業(yè)潛力，由金澤大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的研究小組現(xiàn)已報(bào)告了一種新穎且簡(jiǎn)單的斜向靜電噴墨(OEI)方法來(lái)沉積二氧化鈦(TiO 2)致密層不需要真空環(huán)境就可以在FTO圖案基板上使用電子傳輸層(ETL)來(lái)增強(qiáng)PSC的效率。研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》上。

PSC包含一堆不同的組件層，所有這些組件層都有特定的作用。通常由TiO 2組成的ETL能夠?qū)⑤d有電荷的電子傳輸?shù)诫姌O，同時(shí)阻止空穴的傳輸，空穴可以與電子復(fù)合以阻止其流動(dòng)。因此，建立具有正確厚度且均勻且無(wú)缺陷的完整TiO 2層對(duì)于生產(chǎn)高效的太陽(yáng)能電池至關(guān)重要。

迄今為止報(bào)道的許多TiO 2 沉積技術(shù)中的許多都有相關(guān)的局限性，例如覆蓋率或重現(xiàn)性差，或者不適合放大生產(chǎn)。他們還可能需要具有挑戰(zhàn)性的準(zhǔn)備條件，例如真空。研究人員報(bào)告了一種簡(jiǎn)單，低成本的OEI方法，該方法無(wú)需真空即可實(shí)現(xiàn)緊湊的層。

“我們的技術(shù)可以產(chǎn)生均勻的電子傳輸層，其厚度可以通過(guò)控制沉積時(shí)間來(lái)改變。” 研究主要作者助理教授Shahiduzzaman博士解釋說(shuō)。“使用我們的方法制造的太陽(yáng)能電池具有高達(dá)13.19%的功率轉(zhuǎn)換效率，鑒于我們的技術(shù)的其他優(yōu)勢(shì)，這對(duì)于擴(kuò)大規(guī)模和商業(yè)化非常有希望。”

該技術(shù)基于吸引到帶負(fù)電表面的帶正電液滴的沉積。以前使用相同靜電方法的報(bào)告實(shí)現(xiàn)了較低的功率轉(zhuǎn)換效率，因?yàn)橐旱斡捎谥亓ψ饔迷诒砻嫘纬闪硕询B。在該過(guò)程中引入一個(gè)傾斜角度(將TiO 2前驅(qū)體以45°的角度噴涂到表面)消除了重力的影響，從而導(dǎo)致了更均勻的層的沉積。

Shahiduzzaman博士解釋說(shuō)：“一種最佳的ETL沉積方法必須具有許多特性才能產(chǎn)生高效的太陽(yáng)能電池。” “能夠控制層厚度并以低成本實(shí)現(xiàn)均勻，可復(fù)制的層，而無(wú)需真空，這一能力提供了迄今尚未報(bào)道的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。我們希望這些特性能夠帶來(lái)有效和與商業(yè)相關(guān)的擴(kuò)大規(guī)模，將有助于推動(dòng)全球范圍內(nèi)更清潔的能源。”