过氧化物制造太阳能电池的新方法为低成本大规模生产铺平了道路

导读：美国洛斯阿拉莫斯国家实验室2021年3月18日在Joule杂志上发文称，一种使用硫醇添加剂的新浸渍工艺可以制造出高性能的过氧化物太阳能电池。该

美国洛斯阿拉莫斯国家实验室2021年3月18日在Joule杂志上发文称，一种使用硫醇添加剂的新浸渍工艺可以制造出高性能的过氧化物太阳能电池。该方法成本低廉，非常适合扩大到商业生产。

相关研究人员表示，一种新的、更简单的制造稳定的过氧化物太阳能电池的解决方案，克服了这一前景广阔的可再生能源技术大规模生产和商业化的关键瓶颈，而这一技术在过去十多年里一直遥不可及，现在研究人员的工作为在不久的将来低成本、高通量的大规模太阳能组件商业化生产铺平了道路。

研究人员能够通过两个微型模块来证明这种方法，它们达到了将太阳光转化为电能的冠军水平，并大大延长了工作寿命。由于这种工艺简单且成本低，我们相信它很容易适应工业环境中的可扩展制造。几十年来，过氧化物光伏被视为市场上熟悉的硅基光伏一个可行的竞争者，在过去十年中一直是一项备受期待的新兴技术。由于缺乏解决该领域宏大挑战的方案，商业化一直受阻，将高效率的过氧化硅太阳能电池模块的生产从工作台扩大到工厂车间。

该团队与国立台湾大学(NTU)的研究人员合作，发明了一种一步旋涂法，通过在过氧化物前体中引入磺烷作为添加剂，或通过化学反应生成过氧化物晶体的液体材料。与其他制造方法一样，然后将该晶体沉积在基底上。

新工艺使该团队能够生产出高产、大面积的光伏器件，高效地从太阳光中创造电力。这些过氧化物太阳能电池的工作寿命也很长。通过简单的浸渍方法，该团队能够在两个迷你模块中沉积出覆盖大面积有效面积的均匀、高质量的过氧化物晶体薄膜，其中一个约16平方厘米，另一个近37平方厘米。在整个光伏组件的面积上制造均匀的薄膜对器件性能至关重要。

研究人员拿出迷你模块的功率转换效率分别达到17.58%和16.06%，是目前报道的最高水平。功率转换效率是衡量太阳光转化为电能的效率。对于其他过氧化物制造方法来说，工业化规模制造的主要障碍之一是其狭窄的加工窗口，即薄膜可以在基底上铺设的时间。为了得到均匀的结晶薄膜，并与下面的层很好地结合，沉积过程必须严格控制在几秒钟内。

在过氧化物前驱体中使用磺烷可将处理窗口从9秒延长到90秒，在大面积上形成高结晶、紧凑的层，同时对处理条件的依赖性较小。磺烷法可以很容易地适应现有的工业制造技术，这有助于为商业化铺平道路。

过氧化物是任何具有与矿物过氧化物相似的特殊晶体结构材料。过氧化物可以被设计和制造成极薄的薄膜，这使得它们在太阳能光伏电池中非常有用。