新加坡科学家回顾了所有生产钙钛矿太阳能电池和组件的热蒸发技术，发现新方法尽管有局限性，但可实现更高的产量和产品效率。
图片：南洋理工大学
来自新加坡南洋理工大学能源研究所的科学家们研究了如何利用热蒸发（TE）来制造微型钙钛矿太阳能组件。TE是常用于微电子和光电行业生产有机发光二极管（OLED）、金属触点和各种材料涂层的成熟技术。
“我们分析了使用数种基于蒸发的技术来制造卤化物钙钛矿薄膜，”研究员Annalisa Bruno告诉《光伏》杂志，“这些技术包括从相对简单的单源沉积和多源共蒸发，到更复杂的多步蒸发以及混合采用热蒸发与气体反应和溶液处理。”
她说，组合方法能发挥两种方法的优势，但也有一些局限性，比如更复杂和必须使用溶剂。
Bruno说：“我们认为热蒸发是迅速沉积钙钛矿层的理想方法，因为它容易扩展，不含有害溶剂，并已很好地纳入了现有的光电子和微电子生产线。”
研究人员说，共蒸发的主要问题之一是需要广泛优化具有复杂化学计量的钙钛矿沉积参数，特别是当超过两或三个前体同时蒸发时。他们还注意到长沉积时间会给商业生产带来障碍——这是大多数研究往往忽视的问题。
他们随后提出了一系列制造钙钛矿太阳能电池和迷你组件的技术，这些方法包括一步热蒸发、多步热蒸发和多步混合沉积。
研究小组说：“最好是不仅生产蒸发的钙钛矿薄膜，而且使用相同的制造线生产完全蒸发的组件。”
该技术的优点包括工艺控制度高、精确控制薄膜厚度、易于依次附加多层薄膜，以及低基底温度的可加工性。研究人员声称，这些方法还可以在成膜过程中更好净化前体，在设备批次中实现出色的空间均匀性，在多轮制造过程中实现良好的可重复性及高产量。
他们说：“整个过程可以自动化控制，就大规模、高产量制造而言具有本质吸引力。” 他们在最近发表在《Joule》上的《热蒸发和混合沉积钙钛矿太阳能电池和微型组件》中描述了这些生产技术。
Bruno说：“我们相信这一领域的未来研究应着眼于新的最佳设备夹层，以提高活性材料的质量和透明度，通过真空技术钝化缺陷，并提高操作稳定性，从而最大限度地实现热蒸发钙钛矿太阳能设备的全部潜力。”
