噴墨印刷制備銅鋅錫硫太陽能電池
2015年05月12日 9:16 4736次瀏覽 來源： 新材料在線 分類： 新技術
一個研究小組已經開發(fā)出了一種噴墨印刷技術，用于制備銅鋅錫硫薄膜材料的?；谶@種噴墨印刷薄膜太陽能電池的全面積轉換效率達到6.4%。雖然這個效率仍然低于這類材料的效率紀錄，但是噴墨印刷技術大大減少了浪費，在工業(yè)生產中具有巨大優(yōu)勢。
按需滴定的噴墨印刷史一種很有前途的無浪費的材料圖案化方法，因此，可以顯著減少原材料成本。而且，噴墨印刷很容易采用適合于大規(guī)模生產的卷到卷工藝。從工業(yè)應用角度出發(fā)，噴墨印刷技術的這兩個特點具有極大的好處。采用噴墨印刷的關鍵要求在于開發(fā)一種可用于產生致密均與薄膜的合適黏度和穩(wěn)定性的油墨。 調整分子油墨（Tuning the molecular ink） HZB異質材料體系研究所（Institute for Heterogeneous Material Systems of HZB）的Xianzhong Lin博士采用了一種最初為旋涂技術研發(fā)的分子油墨。將Cu、Zn、Sn金屬鹽和硫脲溶解于二甲亞砜（DMSO）溶劑中形成了油墨。他發(fā)現這種油墨的黏度可以通過調整油墨濃度及其成分來調節(jié)，也可以通過添加或減少各化學成分實現輕易控制。噴墨印刷制得的Cu-Zn-Sn-S前驅體薄膜在含硒氣氛下退火可獲得CZTSSe薄膜。 經濟的工藝（Economical process） 初始優(yōu)化工藝條件（如油墨成分、印刷參數）制得的太陽能電池已經取得了高達6.4%的轉換效率。相比于旋涂技術，噴墨印刷技術制備薄膜具有減少浪費的巨大優(yōu)勢：旋涂過程中大量的油墨材料被浪費，而噴墨印刷特別經濟。舉例說明，本研究中不足20微升的油墨就可在1英寸X1英寸基底上制得1微米厚的CZTSSe薄膜。 毒性低、浪費少（Low toxicity and low waste） “雖然太陽能電池性能仍然遠低于CZTSSe電池12.7%的轉換效率紀錄，但該方法的最大優(yōu)勢在于毒性低、材料浪費少。” Martha Lux-Steiner教授解釋說。該團隊目前正在進行銅鋅錫硫薄膜工藝條件的優(yōu)化，以期進一步提高太陽能電池性能，并通過噴墨印刷技術將其沉積于緩沖層和TCO（透明導電玻璃）層上。目標是不采用昂貴的真空技術印刷具有高轉換效率的完整器件。這項工作開辟了銅鋅錫硫薄膜太陽能電池制備的一條有效途徑。 新材料在線編譯整理——翻譯：菠菜 校正：摩天輪
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