首先，完全的卷对卷系统为廉价的印刷钙钛矿太阳能电池指明了道路

　　一种可以打印钙钛矿太阳能电池的新型卷对卷系统可以简化该技术的规模扩展。来自澳大利亚维多利亚州CSIRO制造业公司的首席作者Doojin Vak说:“这标志着该领域的一个关键里程碑，展示了高效能太阳能电池生产的成本效益潜力。”他补充说:“这一突破表明，生产大规模钙钛矿太阳能组件的可能性，这种组件的性能可能与商业上可用的硅(替代品)相当，甚至超过它们。”

　　运行中的卷对卷钙钛矿生产线

　　Vak解释说，卷对卷生产已经被确定为制造钙钛矿太阳能电池的一个有前途的过程。然而，诸如在连续滑动基板上沉积钙钛矿溶液以及时间和温度限制等障碍限制了工业实施。他补充说:“我们的团队首次展示了串联太阳能模块的卷对卷生产，并显著提高了溶液处理太阳能电池的效率。”两名研究人员花了两天时间，用这种技术生产出了卷对卷钙钛矿太阳能组件。

　　这种卷对卷系统在制造和印刷中广泛应用，Vak说，这是一种“大规模生产低成本[印刷]产品的行之有效的方法”。它的工作原理就像“一个更大版本的卡式磁带，中间有多个打印头”。

　　模组包覆、反凹版包覆及网印的卷对卷生产说明

　　新加坡南洋理工大学能源研究所的钙钛矿太阳能电池专家安娜丽莎·布鲁诺解释说:“卷对卷印刷涉及到材料在柔性基板上的连续沉积，因为它通过一系列滚筒移动。”她解释说:“在这种情况下，钙钛矿层和其他组件依次打印到衬底上。”在这个阶段，主要的挑战是确保每一层在沉积下一层之前完全干燥和沉淀。布鲁诺说，不同油墨的发展促进了这一过程。研究人员开发了“合适的油墨成分来优化形态，并改善每一层的干燥过程”。她解释说，他们打印了所有的中间层，包括电子和空穴传输的组件，以及碳和银电极。总的来说，这“简化了可扩展性，达到了低成本和高吞吐量的生产”。

　　打印的钙钛矿电池结构

　　瑞士弗里堡阿道夫·默克尔研究所的钙钛矿专家Jovana miliki对此表示赞同:“这种方法的成功可以归功于钙钛矿友好型碳墨水和自动卷对卷测试仪。”“通常，钙钛矿太阳能电池的生产涉及实验室规模的溶液处理，”与旋转涂层等技术……从根本上与大规模设备制造不相容，”milici解释说。她补充说，尽管“钙钛矿的制备需要惰性条件，这是一种误解”，但“展示了在环境条件下具有优异性能的全卷对卷太阳能电池模块的制造，这是一个突破”。

　　布鲁诺说:“卷对卷印刷的钙钛矿电池在小面积设备上的效率高达15.5%，在大面积模块上的效率高达11%。”这两个数字都提高了之前卷对卷钙钛矿10.8%的效率记录。有了这些参数，预计成本可以达到每瓦70美分(55便士)。她补充说:“虽然仍然比硅贵，但卷对卷技术的突破标志着在降低成本方面迈出了重要一步。”此外，更简单的生产过程可以减少二氧化碳的排放，特别是当卷对卷印刷在室温下工作时。

　　钙钛矿太阳能电池的另一个缺点是有毒的铅盐可能泄漏到环境中。Vak认为，当他们密封结构以保护钙钛矿免受水分和氧气的影响时，这也会“防止铅泄漏”。他说:“如果氧气无法进入，铅就无法逃逸。”然而，该团队意识到目前对钙钛矿电池部署的担忧，特别是在设备并发症和降解面板处理的情况下。“我们的承诺是找到有效的方法来确保这项技术的安全使用，我们专注于实施强大的密封机制和全面的[可持续性]评估，以减轻任何潜在的风险，”Vak总结道。

　　费尔南多Gomollón贝尔是一位科学作家和传播者

　　出生于英国剑桥。查看完整档案