大規模生產低成本可印刷鈣鈦礦太陽能電池的主要障礙

所有的T Engineering創新都可以使印刷太陽能電池像印刷報紙一樣容易且便宜。譚海恩博士和他的團隊已經清除了開發相對較新的一類稱為鈣鈦礦型太陽能電池的太陽能設備的關鍵制造障礙。這種替代性的太陽能技術可能導致低成本，可印刷的太陽能電池板，能夠將幾乎任何表面變成發電機。

新興太陽能技術專家，加拿大納米技術研究主席泰德·薩金特教授說：“規模經濟大大降低了硅制造成本。” “鈣鈦礦太陽能電池可以使我們使用印刷業已經建立的技術以極低的成本生產太陽能電池。鈣鈦礦和硅電池有可能結合起來，以進一步提高效率，但前提是低溫工藝有所進步。”

今天，幾乎所有的商用太陽能電池都是由必須加工成非常高純度的晶體硅薄片制成的。這是一個能源密集型過程，需要高于1000攝氏度的溫度和大量有害溶劑。

相比之下，鈣鈦礦型太陽能電池依靠一層由低成本，對光敏感的材料制成的微小晶體層，每個晶體的厚度都比頭發的寬度小1,000倍。由于鈣鈦礦原料可以混入液體中形成一種“太陽能油墨”，因此可以使用簡單的噴墨印刷工藝將鈣鈦礦原料印刷到玻璃，塑料或其他材料上。

但是，直到現在，仍然存在一個陷阱：為了發電，必須從晶體中提取由太陽能激發的電子，這樣它們才能流過電路。提取發生在稱為電子選擇層或ESL的特殊層中。制造良好的ESL的困難一直是阻礙鈣鈦礦太陽能電池裝置發展的主要挑戰之一。

Tan說：“制造ESL的最有效材料是粉末狀的，必須在高于500攝氏度的高溫下烘烤。” “您不能將其放在柔性塑料片或完全制成的硅電池上，它只會融化。”

Tan和他的同事開發了一種新的化學反應，它使他們能夠直接在電極頂部生長由納米顆粒制成的ESL。盡管仍然需要加熱，但該過程始終保持在150攝氏度以下，遠低于許多塑料的熔點。