他們改進了一種將廉價鈣鈦礦溶質制成的溶液垂直沉積到下方移動基板上的工藝。他們不僅發(fā)現(xiàn)了其中一種溶劑所起的關鍵作用，而且還仔細研究了溶液的老化和儲存特性。

由晶體硅制成的太陽能電池在屋頂裝置和太陽能農場中仍占最大份額。但其他技術也早已成熟，比如通過在基板上沉積極薄的太陽能電池材料層，將陽光轉化為電能的技術。EvaUnger教授和她在柏林亥姆霍茲-岑特魯姆（HZB）的團隊正在研究的鈣鈦礦型太陽能電池屬于這一組。“這些是迄今為止最好的太陽能電池，可以使用2-D墨水。”研究人員解釋說現(xiàn)在它們的效率已經接近晶體硅電池的效率。

開發(fā)可擴展的方法

許多方法已經被開發(fā)并用于在實驗室中制造小型測試單元，在那里可以對它們進行研究和改進。但工業(yè)規(guī)模的制造業(yè)仍有很長的路要走。昂格從自己的經驗中知道：“不幸的是，為制造小表面積而優(yōu)化的工藝不能總是按比例放大。換言之：并非所有在實驗室工作完美的工藝都必須在工廠車間經濟地工作。這就是為什么我們要邁出下一步，開發(fā)可伸縮的方法。這意味著我們的團隊正專注于更大表面的涂層工藝。”在HZB和工業(yè)界合作的基礎設施——混合硅鈣鈦礦研究、集成與新技術（HySPRINT）創(chuàng)新實驗室，團隊專注于已經證明其在工業(yè)中重要性的工藝。

她解釋說，我們在這里試驗了槽模涂層。在這個過程中，作為鈣鈦礦前驅體、溶劑和添加劑的稀薄液體溶液的“墨水”從狹縫狀噴嘴流出，像簾子一樣落在玻璃基板上，玻璃基板被輸送到下面，隨后成為太陽能電池。使用后，開始結晶。一種半導體鈣鈦礦結構的超薄層生長，使這種材料組有了它的名字，太陽能電池也有了它的功能。昂格和她的團隊成員、博士生李金釗和賈納丹·達加爾博士現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，材料油墨中一種稱為二甲基亞砜（DMSO）的有機溶劑的確切數(shù)量對這一過程至關重要。昂格使用它作為添加劑，因為它對墨水有驚人的效果。二甲基亞砜誘導鈣鈦礦的結晶核。結晶核通常是微小的顆粒，有助于啟動晶體并促進其生長。在bessyii的X射線衍射實驗中，我們發(fā)現(xiàn)添加DMSO和不添加DMSO的墨水有很大的區(qū)別。

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重要的是數(shù)量

然而，正如她的團隊在許多實驗中發(fā)現(xiàn)的那樣，添加量在這里起著決定性的作用。更多的DMSO有利于晶體生長到一定程度。如果超過這個標準，其他工藝就會發(fā)揮作用，由此產生的微結構會降低太陽能電池的性能。”這就像給湯調味一樣如果你加得太少，它仍然是平淡的。如果你加太多，味道也不好。因此，你需要添加適量的油墨，使其達到最佳狀態(tài)。“除了最佳的組成，HZB團隊還徹底研究了老化過程，從而延長了油墨的儲存壽命。“到目前為止，這是一個很少受到關注的方面。”昂格解釋說，鈣鈦礦型前驅體油墨的老化會影響器件性能。這是開發(fā)油墨和工藝時必須考慮的一個重要因素。