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新加坡科學家回顧了所有生產鈣鈦礦太陽能電池和組件的熱蒸發(fā)技術，發(fā)現(xiàn)新方法盡管有局限性，但可實現(xiàn)更高的產量和產品效率。

【資料圖】

來自新加坡南洋理工大學能源研究所的科學家們研究了如何利用熱蒸發(fā)（TE）來制造微型鈣鈦礦太陽能組件。TE是常用于微電子和光電行業(yè)生產有機發(fā)光二極管（OLED）、金屬觸點和各種材料涂層的成熟技術。

“我們分析了使用數(shù)種基于蒸發(fā)的技術來制造鹵化物鈣鈦礦薄膜，”研究員Annalisa Bruno告訴《光伏》雜志，“這些技術包括從相對簡單的單源沉積和多源共蒸發(fā)，到更復雜的多步蒸發(fā)以及混合采用熱蒸發(fā)與氣體反應和溶液處理?！?/p>

她說，組合方法能發(fā)揮兩種方法的優(yōu)勢，但也有一些局限性，比如更復雜和必須使用溶劑。

Bruno說：“我們認為熱蒸發(fā)是迅速沉積鈣鈦礦層的理想方法，因為它容易擴展，不含有害溶劑，并已很好地納入了現(xiàn)有的光電子和微電子生產線。”

研究人員說，共蒸發(fā)的主要問題之一是需要廣泛優(yōu)化具有復雜化學計量的鈣鈦礦沉積參數(shù)，特別是當超過兩或三個前體同時蒸發(fā)時。他們還注意到長沉積時間會給商業(yè)生產帶來障礙——這是大多數(shù)研究往往忽視的問題。

他們隨后提出了一系列制造鈣鈦礦太陽能電池和迷你組件的技術，這些方法包括一步熱蒸發(fā)、多步熱蒸發(fā)和多步混合沉積。

研究小組說：“最好是不僅生產蒸發(fā)的鈣鈦礦薄膜，而且使用相同的制造線生產完全蒸發(fā)的組件?！?/p>

該技術的優(yōu)點包括工藝控制度高、精確控制薄膜厚度、易于依次附加多層薄膜，以及低基底溫度的可加工性。研究人員聲稱，這些方法還可以在成膜過程中更好凈化前體，在設備批次中實現(xiàn)出色的空間均勻性，在多輪制造過程中實現(xiàn)良好的可重復性及高產量。

他們說：“整個過程可以自動化控制，就大規(guī)模、高產量制造而言具有本質吸引力?！彼麄冊谧罱l(fā)表在《Joule》上的《熱蒸發(fā)和混合沉積鈣鈦礦太陽能電池和微型組件》中描述了這些生產技術。

Bruno說：“我們相信這一領域的未來研究應著眼于新的最佳設備夾層，以提高活性材料的質量和透明度，通過真空技術鈍化缺陷，并提高操作穩(wěn)定性，從而最大限度地實現(xiàn)熱蒸發(fā)鈣鈦礦太陽能設備的全部潛力。”