大规模生产低成本可印刷钙钛矿太阳能电池的主要障碍

所有的T Engineering创新都可以使印刷太阳能电池像印刷报纸一样容易且便宜。谭海恩博士和他的团队已经清除了开发相对较新的一类称为钙钛矿型太阳能电池的太阳能设备的关键制造障碍。这种替代性的太阳能技术可能导致低成本，可印刷的太阳能电池板，能够将几乎任何表面变成发电机。

新兴太阳能技术专家，加拿大纳米技术研究主席泰德·萨金特教授说：“规模经济大大降低了硅制造成本。” “钙钛矿太阳能电池可以使我们使用印刷业已经建立的技术以极低的成本生产太阳能电池。钙钛矿和硅电池有可能结合起来，以进一步提高效率，但前提是低温工艺有所进步。”

今天，几乎所有的商用太阳能电池都是由必须加工成非常高纯度的晶体硅薄片制成的。这是一个能源密集型过程，需要高于1000摄氏度的温度和大量有害溶剂。

相比之下，钙钛矿型太阳能电池依靠一层由低成本，对光敏感的材料制成的微小晶体层，每个晶体的厚度都比头发的宽度小1,000倍。由于钙钛矿原料可以混入液体中形成一种“太阳能油墨”，因此可以使用简单的喷墨印刷工艺将钙钛矿原料印刷到玻璃，塑料或其他材料上。

但是，直到现在，仍然存在一个陷阱：为了发电，必须从晶体中提取由太阳能激发的电子，这样它们才能流过电路。提取发生在称为电子选择层或ESL的特殊层中。制造良好的ESL的困难一直是阻碍钙钛矿太阳能电池装置发展的主要挑战之一。

Tan说：“制造ESL的最有效材料是粉末状的，必须在高于500摄氏度的高温下烘烤。” “您不能将其放在柔性塑料片或完全制成的硅电池上，它只会融化。”

Tan和他的同事开发了一种新的化学反应，它使他们能够直接在电极顶部生长由纳米颗粒制成的ESL。尽管仍然需要加热，但该过程始终保持在150摄氏度以下，远低于许多塑料的熔点。