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太陽能是一種豐富的可再生資源，它的開發(fā)和利用對(duì)于改善能源結(jié)構(gòu)有著非常重要的意義。鈣鈦礦作為一種人工合成材料，在 2009 年首次被嘗試應(yīng)用于光伏發(fā)電領(lǐng)域后，因其性能優(yōu)異、成本低廉、商業(yè)價(jià)值巨大，從而大放異彩。其能量轉(zhuǎn)換效率在短短10年內(nèi)從3.8%提高到了25.2%，受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界人士的廣泛關(guān)注，被認(rèn)為是新一代廉價(jià)太陽電池技術(shù)中的杰出代表。

圖1.鈣鈦礦太陽能電池膜電極

近年來鈣鈦礦太陽電池取得了極大的發(fā)展，但針對(duì)鈣鈦礦太陽電池的大面積制備的相關(guān)技術(shù)卻發(fā)展緩慢。這是因?yàn)樵诖竺娣e進(jìn)行鈣鈦礦薄膜噴涂的過程中形核結(jié)晶過程不易控制，與此同時(shí)還面臨復(fù)雜的流體動(dòng)力學(xué)。目前鈣鈦礦太陽電池器件主要是采用旋涂法制備的，但旋涂只適用于實(shí)驗(yàn)室中小面積的器件制備，不適合大面積器件的制備。所以發(fā)展合適的大面積薄膜制備的技術(shù)，制備高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜和高效鈣鈦礦電池是一個(gè)非常重要的課題。

超聲波噴涂技術(shù)是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而將液體霧化成小液滴，再沉積到表面的一種薄膜涂覆技術(shù)。該方式得到的液滴不僅大小均一且得到的初始動(dòng)能較低，所以避免了“飛濺”現(xiàn)象，能夠有效減少原料的浪費(fèi)，是一種非常適合大面積薄膜制備的技術(shù)。經(jīng)過科研工作者們的不懈努力與探索，發(fā)現(xiàn)超聲波噴涂對(duì)于鈣鈦礦太陽電池的制備有非常好的適用性，是一種非常有前景的鈣鈦礦薄膜噴涂制備技術(shù)。我們可以通過選擇合適的超聲波霧化噴嘴以及調(diào)整超聲噴涂參數(shù)對(duì)鈣鈦礦薄膜的沉積過程進(jìn)行調(diào)控。目前已有研究驗(yàn)證了超聲噴涂法在不同襯底面積和不同類型襯底上進(jìn)行鈣鈦礦薄膜噴涂的兼容性：在小面積剛性器件上得到18.53%的效率的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用超聲噴涂法制備小面積柔性鈣鈦礦太陽電池，獲得了超過16%的器件效率。且同時(shí)在基于剛性和柔性襯底的平方厘米級(jí)噴涂器件中分別獲得了15.07%和13.21%的光電轉(zhuǎn)換效率。

圖2 東方金榮超聲Siansonic用于鈣鈦薄膜噴涂的聚攏型超聲波噴頭

北京東方金榮以在超聲波技術(shù)領(lǐng)域有近40年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，為全球客戶提供基于超聲波及壓電技術(shù)的產(chǎn)品和全方位定制化的解決方案，擁有自主發(fā)明的超聲波噴頭以及各種超聲波精密噴涂設(shè)備，在鈣鈦礦太陽電池膜電極的制備領(lǐng)域有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。歡迎聯(lián)系我們共同探討。