分會(huì)

第二十九分會(huì)：有機(jī)/鈣鈦礦光伏材料與器件

摘要

基于旋涂法制備的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模鈣鈦礦太陽(yáng)電池(PSCs)目前已經(jīng)獲得了符合商業(yè)化應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的性能。然而，基于半月板印刷制備技術(shù)，當(dāng)PSCs的面積不斷增大時(shí)(＞1.0 cm2)或更換柔性襯底時(shí)，由于器件面積或者襯底差異與制造技術(shù)之間的失配所造成的光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)損失趨于明顯。實(shí)際上，當(dāng)襯底尺寸超過1.0 cm2時(shí)，鈣鈦礦前驅(qū)體油墨水流平時(shí)膠粒的不均勻分布會(huì)加劇。粘滯阻力的增大加劇了膠粒的團(tuán)聚效應(yīng)，導(dǎo)致膠粒聚集在鈣鈦礦濕膜的前端和邊緣。此外，由于液邊處揮發(fā)速率的加快，鈣鈦礦膠粒遷移的粘滯阻力會(huì)進(jìn)一步增大，說明被弱化的庫(kù)埃特流動(dòng)不足以誘導(dǎo)膠粒的有效遷移。因此，我們采用了一種具有有序硅柱陣列的模圖案化刮刀(PSS)，以加速庫(kù)埃特流動(dòng)，從而抑制鈣鈦礦膠粒在半月板刮涂過程中的團(tuán)聚。與平板刮刀(FSS)相比，由于在印刷鈣鈦礦前驅(qū)體墨水時(shí)的流體動(dòng)力學(xué)干擾，引入了剪切應(yīng)變和拉伸流，PSS可以有效地剪切團(tuán)聚的鈣鈦礦膠粒。圖案化刮涂顯著增強(qiáng)了膠粒的流動(dòng)性，顯著縮短了膠粒在襯底上的留滯時(shí)間。因此，采用PSS制備的PSCs其PCE分別為21.12%(剛性器件)和20.08%(柔性器件)，且具有可忽略的遲滯效應(yīng)。此外，由PSS工藝制備的PSCs其PCE僅損失了12.6% (1.01 cm2)，相反，參照器件的PCE則損失了34.7% (1.01 cm2)。同時(shí)，在大氣條件下儲(chǔ)存200天后，經(jīng)PSS工藝制備的PSCs仍保留了93%的初始效率。

關(guān)鍵詞

圖案化刮涂;膠粒團(tuán)聚;庫(kù)埃特流動(dòng);效率損失

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